蒸发镀与离子镀
真空蒸发和离子溅射镀膜
实验一真空蒸发和离子溅射镀膜随着材料科学的发展，近年来薄膜材料作为其中的一个重要分支从过去体材料一统天下的局面中脱赢而出。
如过去需要众多材料组合才能实现的功能，现在仅需数几个器件或一块集成电路板就能完成，薄膜技术正是实现器件和系统微型化的最有效的技术手段。
薄膜技术还可以将各种不同的材料灵活的复合在一起，构成具有优异特性的复杂材料体系，发挥每种材料各自的优势，避免单一材料的局限性。
薄膜的应用范围越来越宽，按其用途可分为光学薄膜、微电子学薄膜、光电子学薄膜、集成光学薄膜、信息存储薄膜、防护功能薄膜等。
目前，薄膜材料在科学技术和社会经济各个领域发挥着越来越重要的作用。
因此薄膜材料的制备和研究就显得非常重要。
薄膜的制备方法可分为物理法、化学法和物理化学综合法三大类。
物理法主要指物理气相沉积技术（Physical Vapor Deposition, 简称PVD）,即在真空条件下，采用各种物理方法将固态的镀膜材料转化为原子、分子或离子态的气相物质后再沉积于基体表面，从而形成固体薄膜的一类薄膜制备方法。
物理气相沉积过程可概括为三个阶段： 1.从源材料中发射出粒子；2.粒子输运到基片；3.粒子在基片上凝结、成核、长大、成膜。
由于粒子发射可以采用不同的方式，因而物理气相沉积技术呈现出各种不同形式，主要有真空蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜三种主要形式。
在这三种PVD基本镀膜方法中，气相原子、分子和离子所产生的方式和具有的能量各不相同，由此衍生出种类繁多的薄膜制备技术。
本实验主要介绍了真空蒸发和离子溅射两种镀膜技术。
在薄膜生长过程中，膜的质量与真空度、基片温度、基片清洁度、蒸发器的清洁度、蒸发材料的纯度、蒸发速度等有关。
在溅射薄膜的生长过程中，气体流量（压力）也会对形成的薄膜的性质产生影响。
通过改变镀膜条件，即可得到性质炯异的薄膜材料。
对制备的薄膜材料，可通过 X射线衍射、电子显微镜（扫描电镜、透射电镜等）、扫描探针（扫描隧道显微镜、原子力显微镜等）以及光电子能谱、红外光谱等技术来进行分析和表征，还可通过其它现代分析技术测试薄膜的各种相应特性等。
pvd工艺流程最简单方法
VD (Physical Vapor Deposition) 即物理气相沉积，分为：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常说的NCVM镀膜，就是指真空蒸发镀膜和真空溅射镀。
真空蒸镀基本原理：在真空条件下，使金属、金属合金等蒸发，然后沉积在基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，电子束轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在基体表面，历史上，真空蒸镀是PVD法中使用最早的技术。
溅射镀膜基本原理：充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。
溅射镀膜中的入射离子，一般采用辉光放电获得，在l0-2Pa～10Pa范围，所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜易于均匀。
离子镀基本原理：在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子，在被镀基体上加负偏压。
这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。
离子镀的工艺过程：蒸发料的粒子作为带正电荷的高能离子在高压阴极（即工件）的吸引下，以很高的速度注入到工件表面。
离子镀的作用过程如下：蒸发源接阳极，工件接阴极，当通以三至五千伏高压直流电以后，蒸发源与工件之间产生辉光放电。
由于真空罩内充有惰性氩气，在放电电场作用下部分氩气被电离，从而在阴极工件周围形成一等离子暗区。
带正电荷的氩离子受阴极负高压的吸引，猛烈地轰击工件表面，致使工件表层粒子和脏物被轰溅抛出，从而使工件待镀表面得到了充分的离子轰击清洗。
随后，接通蒸发源交流电源，蒸发料粒子熔化蒸发，进入辉光放电区并被电离。
带正电荷的蒸发料离子，在阴极吸引下，随同氩离子一同冲向工件，当抛镀于工件表面上的蒸发料离子超过溅失离子的数量时，则逐渐堆积形成一层牢固粘附于工件表面的镀层。
第6章 离子镀膜
表 4-2 不同镀膜工艺的表面能量活性系数
镀膜工 艺艺 真空蒸发 溅射 能量活 性系数 1 5~10 参数
蒸发粒子所具有的能量 E v 0.2 eV 溅射粒子所具有的能量 E s 1 10 eV 离化率 n i / n v 平均加速电压U i
离子镀
1.2 3.5 25 250 2500
4.中性原子
• 受到碰撞的中性金属粒子的数量大约为金属离子数的20倍； • 但是，并非所有的高能中性原子都能到达基板。通常，约 有70%左右可到达基板，其余30%则到达器壁、夹具等处。 • 这些高能中性原子的平均能量为eVc/22，当Vc为1~5kV 时，其平均能量为45~225eV。考虑到粒子间碰撞几率不 相同，离子和高能中性原子的能量将在零至数千伏范围内 变化，个别粒子的能量也能达到1~5keV。 • D.G.Teer测出金属的离化率只有0.1~1%。中性能量的原 子为其的20倍。 • 所以，由于产生了大量高能中性原子，故提高了蒸发粒子 的总能量。因此，使得离子镀具有许多优点。
• (4) 可镀材质范围广泛。可在金属或非金属表面上镀金属 或非金属材料。如塑料、石英、陶瓷和橡胶等材料，以及 各种金属、合金和某些合成材料、敏感材料、高熔点材料 等。 • （5） 有利于化合物膜层的形成。 • 在离子镀技术中，在蒸发金属的同时，向真空室通入某些 反应性气体，则可反应生成化合物。由于辉光放电低温等 离子体中高能电子的作用，将电能变成了金属粒子的反应 活化能，所以可在较低温度下形成在高温下靠热激发才能 形成的化合物。 • （6） 淀积速率高，成膜速度快，可镀较厚的膜。通常， 离子镀淀积几十微米厚的膜层时，其速度较其他镀膜方法 快。试验表明：离子镀钛每小时约为0.23㎜，镀不锈钢约 为0.3㎜。
离子镀原理
离子镀原理一、引言离子镀是一种先进的表面处理技术，其基本原理是将气体引入真空镀膜室内，通过气体放电和离子化过程，将气体或固体颗粒离子化，然后将这些离子沉积在基材表面形成薄膜。
与传统的镀膜技术相比，离子镀具有许多独特的优点，如沉积速率高、附着力强、薄膜质量好等。
因此，离子镀在许多领域得到了广泛的应用，如光学、电子、机械、化学等领域。
二、离子镀原理概述离子镀的基本原理主要包括气体放电和离子化过程、基材偏压和离子能量、薄膜沉积过程等几个方面。
1.气体放电和离子化过程气体放电和离子化过程是离子镀的关键环节之一。
在真空镀膜室内，通过辉光放电或弧光放电等方式，使引入的气体或固体颗粒发生电离，形成大量的正离子和负离子。
这些离子在电场的作用下加速向基材表面运动，从而实现沉积。
气体的放电和离子化过程可以通过各种不同的电源和控制方式来实现。
2.基材偏压和离子能量基材偏压和离子能量是影响离子镀的重要因素。
基材偏压是指基材表面相对于镀膜室电极的电位差，它可以影响离子的运动轨迹和能量。
通过调整基材偏压，可以控制离子的沉积速度、薄膜的质量和附着力等。
离子的能量则决定了其与基材表面原子的相互作用程度，从而影响薄膜的结构和性能。
离子的能量可以通过控制放电电压和电流来调节。
3.薄膜沉积过程薄膜沉积过程是离子镀的主要环节之一。
在气体放电和离子化的过程中，正离子和负离子在电场的作用下加速向基材表面运动，并与基材表面碰撞，将能量传递给基材表面的原子或分子，使其脱离基材表面并被蒸发或溅射。
这些被蒸发或溅射的原子或分子在基材表面重新凝结形成薄膜。
在沉积过程中，可以通过控制沉积速率、温度、气体流量等参数来优化薄膜的结构和性能。
三、离子镀的特点离子镀作为一种先进的表面处理技术，具有许多独特的优点。
其主要特点包括：1.沉积速率高：由于气体放电和离子化的过程中可以形成大量的离子，因此离子镀的沉积速率较高，可以大大缩短加工时间和降低生产成本。
2.附着力强：由于离子镀过程中基材表面被高能离子反复轰击和刻蚀，使其表面粗糙度增加，形成“锚定”效应，使得薄膜与基材的附着力更强。
玻璃镀膜技术
玻璃镀膜技术一、概述玻璃镀膜技术是一种将金属或非金属材料沉积在玻璃表面的工艺。
它可以改变玻璃的光学、机械和化学特性，提高其硬度、耐磨性、耐腐蚀性和透光性等方面的性能。
二、原理1. 蒸发镀膜法该方法是将金属或非金属材料加热到其沸点，使其蒸发形成气态物质，然后在真空下沉积在玻璃表面。
这种方法可以制备单层或多层堆积的镀膜。
2. 离子镀膜法该方法是将金属或非金属材料加热到其沸点，使其蒸发形成气态物质，并通过离子束轰击将其沉积在玻璃表面。
这种方法可以制备高质量的单层或多层堆积的镀膜。
3. 化学气相沉积法该方法是通过化学反应将金属或非金属材料转化为气态物质，并在真空下沉积在玻璃表面。
这种方法可以制备高质量、均匀的单层或多层堆积的镀膜。
三、应用1. 太阳能电池板玻璃镀膜技术可以制备透明导电膜，用于太阳能电池板的制造。
透明导电膜可以提高太阳能电池板的转换效率。
2. 汽车玻璃玻璃镀膜技术可以制备防紫外线、隔热、防眩光等功能性涂层，用于汽车玻璃的制造。
这些涂层可以提高汽车玻璃的使用寿命和安全性。
3. 建筑玻璃玻璃镀膜技术可以制备隔热、保温、防紫外线等功能性涂层，用于建筑玻璃的制造。
这些涂层可以提高建筑物的节能效果和舒适性。
4. 光学器件玻璃镀膜技术可以制备反射镜、滤光片、偏振片等光学器件。
这些器件可以应用于激光器、摄像机等领域。
四、发展趋势1. 现代化制造技术的应用随着现代化制造技术的不断发展，玻璃镀膜技术也将不断得到改进和完善，以满足市场需求。
2. 新材料的开发新材料的开发将推动玻璃镀膜技术的进一步发展。
例如，纳米材料可以提高涂层的硬度和耐磨性，从而提高玻璃的使用寿命。
3. 环保型涂层的开发环保型涂层将成为未来玻璃镀膜技术发展的重要方向。
这些涂层可以减少对环境的污染，同时提高产品质量和市场竞争力。
五、结论玻璃镀膜技术是一种重要的表面处理工艺，具有广泛的应用前景。
随着科学技术和工业生产水平的不断提高，该技术将会得到更加广泛地应用和推广。
离子镀膜法
离子镀膜技术——离子镀膜的类型 ★ 离子镀膜的类型
按薄膜材料气化方式分类：
电阻加热、电子束加热、高频感应加热、阴极弧 光放电加热等。
按原子或分子电离和激活方式分类：
辉光放电型、电子束型、热电子型、电弧放电型、 以及各种离子源。 一般情况下，离于镀膜设备要由真空室、蒸发源 ( 或 气源、溅射源等 ) 、高压电源、离化装置、放置基片的阴 极等部分组成。
离子镀膜技术——离子轰击的作用
溅射清洗
薄膜淀积前对基片的离子轰击。将产生如下 结果：
溅射清洗作用 吸附气体、各种污染物、氧化物
产生缺陷和位错网
入射粒子传递给靶材原子的能量超过靶原子发生离位的 最低能量时，晶格原子将会离位并迁移到晶格的间隙位置上 去，从而形成空位、间隙原子和热激励。轰击粒子将大部分 能量传递给基片使其发热，增加淀积原子在基片表面的扩散 能力，某些缺陷也可以发生迁移、聚集成为位错网。
离子镀膜技术——离子轰击的作用
破坏表面晶格 离子轰击产生的缺陷很稳定的话，表面的晶体结构 就会被破坏而成为非晶态 气体掺入 不溶性气体的掺入能力决定于迁移率、捕获位置、 基片温度及淀积粒子的能量大小 非晶材料捕集气体的能力比晶体材料强。
表面成分改变 溅射率不同 表面形貌变化 表面粗糙度增大，溅射率改变 温度升高
由于高能粒子轰击，基片温度较高，有时不得不 对基片进行冷却。
薄膜中含有气体量较高。
离子镀膜技术——离子轰击的作用 ★ 离子轰击的作用
离子镀膜的整个过程中都存在着离子轰击。 离化率：是指被电离的原子数占全部蒸发原子的百分数。
中性粒子的能量 W n E
3kTv Ev 2
离子镀膜技术——离子镀膜的类型
直流二极型离子镀
蒸发和溅射镀膜的异同
蒸发和溅射镀膜的异同【中文文章】标题：蒸发和溅射镀膜的异同：优缺点和应用领域导语：在现代科技的推动下，薄膜技术逐渐成为许多行业的关键领域。
在实现高品质、高效率和高性能的器件中，蒸发和溅射镀膜技术被广泛应用。
本文将深入探讨蒸发和溅射镀膜的异同点，并详细介绍它们的优缺点及在各个领域中的应用。
一、蒸发镀膜技术1.1 原理概述蒸发镀膜是一种通过加热源的辅助，在真空环境下将固态材料转变为气态，再通过沉积在基底材料上的方法实现薄膜覆盖。
其基本原理是源材料的加热后会蒸发成气体，然后沉积在待处理的基底材料上。
1.2 优点与应用在蒸发镀膜技术中，最大的优点是可实现较高的纯度，因为热蒸发过程中会使杂质残留减少。
该技术对于低温材料处理较为适用，且具有良好的均匀性和薄膜厚度控制能力。
由于其较高的材料利用率和低成本，蒸发镀膜在光学镀膜、电子器件制造和太阳能电池等领域得到广泛应用。
二、溅射镀膜技术2.1 原理概述溅射镀膜是一种通过离子轰击材料或离子束辅助的方法，使固态材料脱离基底材料并沉积在待处理的基底上。
其基本原理是将材料靶作为阴极，通入惰性气体后通过高能离子轰击靶材，使得靶材表面的原子或分子脱离并沉积在基底上。
2.2 优点与应用溅射镀膜技术具有较高的沉积速率和良好的附着力，能够在较低的加热温度下实现高质量的薄膜覆盖。
其能够沉积多种材料，如金属、陶瓷和复合膜等，并具有较高的材料利用率。
溅射镀膜广泛应用于显示器制造、集成电路制造和太阳能电池等领域，由于其对不同材料有较好的适应性和较高的成膜效率。
三、蒸发镀膜与溅射镀膜的比较3.1 优点对比蒸发镀膜在薄膜材料纯度、均匀性和薄膜厚度控制上有明显优势；而溅射镀膜在成膜效率、附着力和材料适应性方面优于蒸发镀膜。
3.2 缺点对比蒸发镀膜的材料利用率相对较低，而溅射镀膜的成本较高。
3.3 应用领域对比蒸发镀膜在光学镀膜、电子器件制造和太阳能电池等领域有广泛应用；溅射镀膜在显示器制造、集成电路制造和太阳能电池等领域应用较多。
不同真空镀膜技术的原理、优势与缺陷
不同真空镀膜技术的原理、优势与缺陷作者：周翔宇来源：《中国科技纵横》2019年第01期摘要：真空镀膜技术是一种先进的在真空条件下进行的表面处理技术，具有传统镀膜技术无可比拟的优点。
随着科学技术的不断发展，在电子、机械、医疗等领域的作用日益突出。
本文介绍了几种常见的真空镀膜技术，总结了真空蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜等技术的原理与特点。
本文重点分析了各种镀膜技术的优势与缺陷，并解释其不同运用与其优缺点间的关联。
最后，对真空镀膜技术的前景与发展进行了展望。
关键词：真空镀膜技术;优势;缺陷中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）01-0055-031 引言随着科技的进步，基于材料与器件表面所特有的一系列性质与作用，人们越来越多的关注材料与器件的表面/界面问题。
在当今科技的支柱产业半导体行业中，不同半导体材料间的接触与电荷传输、半导体表面的抗腐蚀性等在半导体器件的设计与制备中尤为重要[1-4]。
针对界面与表面问题我们发展出了表面工程进行修饰与改造，对当今的科学研究与技术进步具有重要的意义。
真空镀膜技术是一种非常有效的薄膜沉积及表面镀层技术。
真空镀膜技术是在真空条件下，将物质转变为气相并沉积到器件表面的技术[5-7]。
相较于其他薄膜及涂镀层技术，由于真空镀膜技术的尺度在分子、原子层面，且又有真空技術的应用结合，真空镀膜不仅可以获得超薄的表面镀层，同时具有速度快、纯度高、附着力好、适用范围广、环保无公害等突出优点，在改善材料性能等方面意义重大。
真空镀膜技术种类繁多，如热蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜等。
不同镀膜方式由于其所遵循的原理与使用的技术手段不同，因此适用的情况也不尽相同。
通过探明各种镀膜方式的原理与技术，可以找到不同的真空镀膜技术的优缺点与适用范围，以指导各个领域根据实际应用的需求采用适宜的镀膜技术。
2 真空镀膜技术真空镀膜技术主要分为两个部分，即“真空的获得”与“薄膜的形成”。
离子镀
离子镀———TiN薄膜制备与应用一离子镀1 离子镀原理离子镀在抽真空条件下，充气体（Ar）使保持压力数Pa，在靶材上加数千伏负电压产生辉光放电使所镀金属蒸发，蒸汽受电子撞击产生部分电离，金属阳离子在电场作用下加速向工件表面运动，使物质离子对工件表面轰击作用的同时把蒸发物或其他反应物沉积在基体上。
离子镀是在镀膜的同时用载能离子轰击基体和镀层表面的技术，是在蒸发或溅射沉积基础上而不是独立的沉积方式。
离子镀的基本过程：蒸发→离子化→加速→还原沉积2 反应离子镀反应离子镀是在离子镀的基础上进行的。
在离子镀过程中，在真空室中导入与金属蒸气起反应的气体（如O2、N2、C2H2、CH4等代替Ar或将其掺在Ar 中），并用不同方式使金属蒸气和反应气体的分子、原子激活、离化，促进其中的化学反应，在工件表面获得化合物镀层。
3 真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀的比较由下面的表1[1]可以得离子镀相对于真空蒸镀和真空溅射镀的比较1) 离子镀的镀膜条件是真空蒸镀和真空溅射镀条件的优点集合；2) 离子镀的镀膜密度高、没有气孔、附着性非常好,是其他两种镀膜方所不具备的；3) 离子镀是以工件为阴极,放置被镀金属的坩埚为阳极使工件与蒸发源之间形成等离子场,这样被镀金属离子在镀覆过程中有离子搅拌现象,使镀膜更加均匀沉积,获得更好的镀膜。
表14 离子镀是目前真空镀膜技术中最新、最先进的表面工程技术之一，它具有以下优点1) 入射粒子能量高，与基体的结合强度高，膜层致密，耐久性好，膜层硬度高（氮化钛膜显微硬度达HV2000以上），耐磨性好（用于刀具表面强化，寿命可提高3~10倍），耐蚀性好；2)与其他表面处理工艺结合使用效果更佳，如在A3钢基体上先镀制过渡层后再镀制氮钛膜，耐磨性和耐蚀性均大幅度提高；3)可镀基材广泛，可同时在不同金属材料的表面成膜，膜层的颜色均匀一致；4)成膜温度低（几乎可在常温下成薄膜），而膜层的热稳定性好（600℃时膜层不脱落，不起皮）；5)用多弧离子镀膜工艺镀制的氮钛膜对光的吸收率达90%以上，隐蔽性好，镀膜过程无环境污染，因此应用十分广泛。
离子镀技术介绍
2
▪ 阴极斑的前方是高密度的金属等离子体，电 子向阳极快速运动，离子相对“静止”在镀 膜空间，阳极前面正离子的堆积形成空间电 荷，在阴极前形成强电子场105~6V/cm，克服 了阴极表面的电子势垒，产生巨大的电子发 射以维持放电，大量的离子对阴极的轰击使 阴极局部区域（斑块）迅速蒸发，并在空间料粒子离化，然后沉 积成膜。 ▪ 离子镀技术分类 1. 蒸发型源 2. 溅射性源 3. 弧光放电性源 4. 粒子团簇型源
1
▪ 多弧离子镀（电弧蒸发离子镀、弧光放电 离子镀）工作原理
1. 靶材为阴极，与引弧阳极触发，产生弧光放 电，并以真空室壁（接地）为阳极，维持自 持弧光放电（场致发射）；
▪ 这种具有蒸发和离化功能的阴极弧斑就形成 微点电弧蒸发源。
3
多弧离子镀工作原理
1、金属等离子体弧源； 2、金属阴极靶； 3、电磁线圈 4、电磁线圈 5、二路进气装置； 6、冷阴极离子源； 7、工作台； 8、真空系统
4
▪ 多弧离子镀技术发展 50年代在前苏联发现原理，70年代取得苏联专利，
80年代被美国购买，成立多弧公司（multi -arc）。 1986年中国开始进口，80 ~ 120万美元/台， 20 ~ 30万专利使用费。共进口12台套， 花费1300 多万美元。 ▪ 多弧离子镀技术特点 ▪ 从阴极靶直接产生等离子体 ▪ 物料靶粒子离化率高60 ~ 80% ▪ 物料靶离子能量高，膜致密，结合力好 ▪ 饶镀性好 ▪ 有液滴飞出
镀膜机离子源工作原理
镀膜机离子源工作原理
镀膜机离子源是一种常见的表面处理设备，它通过将金属或化合物材料蒸发成蒸汽，并在真空环境下离子化，然后沉积在基材表面，从而形成一层薄膜。
那么，镀膜机离子源是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍镀膜机离子源的工作原理。
首先，镀膜机离子源通过加热金属或化合物材料，使其升华成蒸汽。
这些蒸汽分子在真空环境中自由运动，并向基材表面扩散。
在这个过程中，蒸汽分子会与气体分子碰撞，与之相互作用，并最终沉积在基材表面上。
其次，镀膜机离子源通过引入离子化的气体，如氩气或氮气，将蒸汽分子离子化。
这些离子化的蒸汽分子具有更高的能量，能够更容易地穿透基材表面，并在表面形成更加致密、均匀的薄膜。
同时，离子化的蒸汽分子还能够提高薄膜的附着力和耐腐蚀性能。
最后，镀膜机离子源还可以通过调节离子轰击能量和角度，控制薄膜的成分和微观结构。
通过改变离子轰击能量和角度，可以调节薄膜的厚度、粗糙度、晶粒大小等性能。
这种精确的控制能够满足不同应用对薄膜性能的要求，如光学薄膜、导电薄膜、防腐蚀薄
膜等。
总的来说，镀膜机离子源通过加热材料、离子化蒸汽、控制离
子轰击能量和角度等步骤，实现对基材表面的薄膜沉积。
它具有高效、精确、可控的特点，广泛应用于光学、电子、航空航天等领域。
希望本文能够帮助您更好地了解镀膜机离子源的工作原理。
电镀PVD简介
PVD简介之宇文皓月创作1. PVD的含义—PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使资料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。
2. PVD镀膜和PVD镀膜机—PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。
对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的概况处理方式之一。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
3. PVD镀膜技术的原理—PVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采取低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产品沉积在工件上。
4. PVD镀膜膜层的特点—采取PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。
5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类—PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型概况处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。
6. PVD镀膜膜层的厚度—PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm ～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3μm ～1μm ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件概况的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。
7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类—PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七黑色等。
PVD(Sputter)介绍
PVD（Sputter）介绍
3、Sputter Coating成膜过程：溅射过程 是以动量传递的离子轰击为基础的动力学过 程。具有高能量的入射离子与靶原子产生碰 撞，通过能量传递，使靶原子获得一定动能 之后脱离靶材表面飞溅出来。 从溅射靶中出来的沉积粒子入射基体表 面之后，在基体表面上形成吸附原子后，它 便失去了在表面法线方向的动能，只具有与 表面水平方向相平行运动的动能。依靠这种 动能，吸附原子在表面上作不同方向的表面 扩散运动.在表面扩散过程中，单个吸附原子 间相互碰撞形成原子对之后才能产生凝结。 经过吸附、凝结、表面扩散迁移、碰撞结合 形成稳定晶核。然后再通过吸附使晶核长大 成小岛，岛长大后互相联结聚结，最后形成 连续状薄膜。
PVD（Sputter）介绍
2、电浆放电系统种类：电浆放电系统可分为以下几种— —热电阻式、电子束式、直流溅射、射频溅射、离子溅射、 镭射剥镀、分子束磊晶系统、冷阴极电弧电浆沉积； 3、溅镀的模型：图2中的母球代表被电离后的气体分子， 而红色各球则代表将被溅镀之靶材（Si、ITO&Ti等），图3则 代表溅镀后被溅射出的原子、分子等的运动情形；即当被加 速的离子与表面撞击后，通过能量与动量转移过程（如图4）， 低能离子碰撞靶时，不能从固体表面直接溅射出原子，而是 把动量转移给被碰撞的原子，引起晶格点阵上原子的链锁式 碰撞。这种碰撞将沿着晶体点阵的各个方向进行。同时，碰 撞因在原子最紧密排列的点阵方向上最为有效，结果晶体表 面的原子从邻近原子那里得到愈来愈大的能量，如果这个能 量大于原子的结合能，原子就从固体表面从各个方向溅射出 来；
PVD（Sputter）介绍
PVD（Sputter）介绍
1:PVD:即物理气相沉积(Physicql Vapor Deposition)的简称,包括真空蒸发镀膜,溅 射镀膜,离子束和离子助,外延膜沉积技术 等四大类. 2:PECVD:即等离子增强化学气相沉积 (Plasma-Enhanced Chmical vapor Deposition),其他还有LPCVD ,MOCVD, 等. APCVD
表面处理第十二讲气相沉积常用文档
表面处理第十二讲 气相沉积
夲讲主要内容
一、物理气相沉积（PVD） 二、化学气相沉积（CVD）
一、物理气相沉积（PVD）
概念：在真空条件下，以各种物理方法产生的原子 或分子沉积在基材上，形成薄膜或涂层的过程。 按照沉积物理机制不同，分为真空蒸发镀膜、真 空溅射镀膜、离子镀膜和分子束外延等几种技术。
的物质或具有高蒸气压的液体或固体。一 般为氢化物、卤化物以及金属有机化合物。 气体组成比例会严重影响镀膜质量及生长 率。
3）压力：在负压反应器内成膜质量、速率较 好。
一、物理气相沉积（PVD）
2、溅射镀膜： 1）原理： 用高能粒子轰击固体（靶材）表面，通过能量传递，
离子镀的特点优势
离子镀的特点优势镀层附着性能好普通真空镀膜时，蒸发料粒子大约只以一个电子伏特的能量向工件表面蒸镀，在工件表面与镀层之间，形成的界面扩散深度通常仅为几百个埃(10000埃=1微米=0.0001厘米)。
也就是说比一根头发丝的百分之一还要小。
两者间可以说几乎没有连接的过渡层，好似截然分开。
而离子镀时，蒸发料粒子电离后具有三千到五千电子伏特的动能。
如果说普通真空镀膜的粒子相当于一个气喘吁吁的长跑运动员，那么离子镀的粒子则好似乘坐了高速火箭的乘客，当其高速轰击工件时，不但沉积速度快，而且能够穿透工件表面，形成一种注入基体很深的扩散层，离子镀的界面扩散深度可达四至五微米，也就是说比普通真空镀膜的扩散深度要深几十倍，甚至上百倍，因而彼此粘附得特别牢。
对离子镀后的试件作拉伸试验表明，一直拉到快要断裂时，镀层仍随基体金属一起塑性延伸，无起皮或剥落现象发生。
可见附着得多么牢固啊!绕镀能力强离子镀时，蒸发料粒子是以带电离子的形式在电场中沿着电力线方向运动，因而凡是有电场存在的部位，均能获得良好镀层，这比普通真空镀膜只能在直射方向上获得镀层优越得多。
因此，这种方法非常适合于镀复零件上的内孔、凹槽和窄缝。
等其他方法难镀的部位。
用普通真空镀膜只能镀直射表面，蒸发料粒子尤如攀登云梯一样，只能顺梯而上;而离子镀则能均匀地绕镀到零件的背面和内孔中，带电离子则好比坐上了直升飞机，能够沿着规定的航线飞抵其活动半径范围内的任何地方。
镀层质量好离子镀的镀层组织致密、无针孔、无气泡、厚度均匀。
甚至棱面和凹槽都可均匀镀复，不致形成金属瘤。
象螺纹一类的零件也能镀复，由于这种工艺方法还能修补工件表面的微小裂纹和麻点等缺陷，故可有效地改善被镀零件的表面质量和物理机械性能。
疲劳试验表明，如果处理得当，工件疲劳寿命可比镀前高百分之二、三十。
清洗过程简化现有镀膜工艺，多数均要求事先对工件进行严格清洗，既复杂又费事。
然而，离子镀工艺自身就有一种离子轰击清洗作用，并且这一作用还一直延续于整个镀膜过程。
一分钟告诉你什么叫真空镀膜！
⼀分钟告诉你什么叫真空镀膜！简介在真空中制备膜层，包括镀制晶态的⾦属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。
虽然化学汽相沉积也采⽤减压、低压或等离⼦体等真空⼿段，但⼀般真空镀膜是指⽤物理的⽅法沉积薄膜。
真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离⼦镀。
真空镀膜技术初现于20世纪30年代，四五⼗年代开始出现⼯业应⽤，⼯业化⼤规模⽣产开始于20世纪80年代，在电⼦、宇航、包装、装潢、烫⾦印刷等⼯业中取得⼴泛的应⽤。
真空镀膜是指在真空环境下，将某种⾦属或⾦属化合物以⽓相的形式沉积到材料表⾯(通常是⾮⾦属材料)，属于物理⽓相沉积⼯艺。
因为镀层常为⾦属薄膜，故也称真空⾦属化。
⼴义的真空镀膜还包括在⾦属或⾮⾦属材料表⾯真空蒸镀聚合物等⾮⾦属功能性薄膜。
在所有被镀材料中，以塑料最为常见，其次，为纸张镀膜。
相对于⾦属、陶瓷、⽊材等材料，塑料具有来源充⾜、性能易于调控、加⼯⽅便等优势，因此种类繁多的塑料或其他⾼分⼦材料作为⼯程装饰性结构材料，⼤量应⽤于汽车、家电、⽇⽤包装、⼯艺装饰等⼯业领域。
但塑料材料⼤多存在表⾯硬度不⾼、外观不够华丽、耐磨性低等缺陷，如在塑料表⾯蒸镀⼀层极薄的⾦属薄膜，即可赋予塑料程亮的⾦属外观，合适的⾦属源还可⼤⼤增加材料表⾯耐磨性能，⼤⼤拓宽了塑料的装饰性和应⽤范围。
真空镀膜的功能是多⽅⾯的，这也决定了其应⽤场合⾮常丰富。
总体来说，真空镀膜的主要功能包括赋予被镀件表⾯⾼度⾦属光泽和镜⾯效果，在薄膜材料上使膜层具有出⾊的阻隔性能，提供优异的电磁屏蔽和导电效果。
蒸发镀膜通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表⾯，称为蒸发镀膜。
这种⽅法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常⽤镀膜技术之⼀。
蒸发镀膜设备结构如图1。
蒸发物质如⾦属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，待镀⼯件，如⾦属、陶瓷、塑料等基⽚置于坩埚前⽅。
待系统抽⾄⾼真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。
蒸发物质的原⼦或分⼦以冷凝⽅式沉积在基⽚表⾯。
离子束蒸发镀膜
离子束蒸发镀膜嘿，朋友们！今天咱来聊聊离子束蒸发镀膜这玩意儿。
你说这离子束蒸发镀膜啊，就好像是一位神奇的魔法师，能在各种材料表面施展出奇妙的魔法。
它能让普通的材料瞬间变得不一样，就像灰姑娘穿上了水晶鞋一样闪耀。
想象一下啊，有一块普普通通的基板，就那么平平无奇地躺在那儿。
可一旦离子束蒸发镀膜这个魔法师登场，哇塞，那可就不得了啦！它能在基板上一层一层地堆积出各种神奇的物质，形成一层薄薄的膜。
这层膜啊，就像是给基板穿上了一件超级酷炫的外衣，让它变得与众不同。
离子束蒸发镀膜的过程也特别有趣呢！就好像是一场精心编排的舞蹈。
离子束就像是灵动的舞者，在基板的舞台上跳跃、旋转，把那些要镀膜的材料准确地放置在该放的地方。
而且啊，这个过程还特别精细，稍有不慎可能就会出岔子。
这可真不是随便谁都能玩得转的，得有真功夫才行！那离子束蒸发镀膜都有啥用呢？这用处可大了去啦！比如说，可以让材料变得更加耐磨，就像给它穿上了一层坚固的铠甲。
还能让材料的光学性能变得更好，让光线在上面愉快地跳舞。
这就好像是给眼睛开了一场华丽的视觉盛宴。
在实际操作中，可得小心谨慎着点呢！要控制好各种参数，就像大厨做菜要掌握好火候和调料一样。
温度啦、压力啦、离子束的强度啦，这些都得拿捏得恰到好处。
不然的话，出来的膜可能就不那么完美啦，那可就太遗憾咯！而且哦，做离子束蒸发镀膜还得有耐心。
这可不是一蹴而就的事情，得一步一步慢慢来。
就跟盖房子似的，一砖一瓦都得垒好，才能建成坚固漂亮的大厦。
要是着急忙慌的，那可不行，说不定就会前功尽弃呢！咱再说说这离子束蒸发镀膜的前景吧。
那简直是一片光明啊！随着科技的不断发展，对各种高性能材料的需求也越来越大。
而离子束蒸发镀膜正好能满足这些需求，给各种领域带来新的可能。
这就像是给未来打开了一扇充满希望的大门，让人忍不住想要去探索一番。
总之呢，离子束蒸发镀膜这玩意儿真的很神奇，很有趣，也很有前途。
咱可得好好研究研究，把它的本事都给发挥出来，让它为我们的生活带来更多的惊喜和美好。
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真空镀膜中常用的方法有真空蒸发和离子溅射。
真空蒸发镀膜是在真空度不低于10-2Pa的环境中，用电阻加热或电子束和激光轰击等方法把要蒸发的材料加热到一定温度，使材料中分子或原子的热振动能量超过表面的束缚能，从而使大量分子或原子蒸发或升华，并直接沉淀在基片上形成薄膜。
离子溅射镀膜（多弧）是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下的高速运动轰击作为阴极的靶，使靶材中的原子或分子逸出来而沉淀到被镀工件的表面，形成所需要的薄膜。
真空蒸发镀膜最常用的是电阻加热法，其优点是加热源的结构简单，造价低廉，操作方便；缺点是不适用于难熔金属和耐高温的介质材料。
电子束加热和激光加热则能克服电阻加热的缺点。
电子束加热上利用聚焦电子束直接对被轰击材料加热，电子束的动能变成热能，使材料蒸发。
激光加热是利用大功率的激光作为加热源，但由于大功率激光器的造价很高，目前只能在少数研究性实验室中使用。
(蒸发镀即电子枪，就是把要用的金属块如铬放到坩埚里面然后加热使其蒸发，与其中的N2，还有氩气等其他气体，一起吸附在阴极基材上。
温度380℃~420℃)
溅射技术与真空蒸发技术有所不同。
“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子或分子从表面射出的现象。
射出的粒子大多呈原子状态，常称为溅射原子。
用于轰击靶的溅射粒子可以是电子，离子或中性粒子，因为离子在电场下易于加速获得所需要动能，因此大都采用离子作为轰击粒子。
溅射过程建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。
不同的溅射技术所采用的辉光放电方式
有所不同。
直流二极溅射利用的是直流辉光放电；三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电；射频溅射是利用射频辉光放电；磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。
溅射镀膜与真空蒸发镀膜相比，有许多优点。
如任何物质均可以溅射，尤其是高熔点，低蒸气压的元素和化合物；溅射膜与基板之间的附着性好；薄膜密度高；膜厚可控制和重复性好等。
缺点是设备比较复杂，需要高压装置。
（离子溅射技术即多弧，就是用高电压轰击靶材，靶材就是用我们所要的如CrTi靶，轰击出来直接吸附到基材上，如果出现溶滴就是没有将靶材完全离子化。
420℃＋）此外，将蒸发法与溅射法相结合，即为离子镀。
这种方法的优点是得到的膜与基板间有极强的附着力，有较高的沉积速率，膜的密度高。