薄膜制备技术 part 3 真空蒸镀 I 基本方法

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真空蒸镀工艺流程

真空蒸镀工艺流程真空蒸镀工艺流程是一种常用于制备薄膜材料的技术，它能够通过在真空环境下对目标物进行蒸发和沉积，使得薄膜能够均匀地附着在材料表面上。

下面将详细介绍真空蒸镀工艺的流程。

首先，真空蒸镀工艺需要一个真空腔室来提供低压环境。

在准备工作之前，我们需要检查真空腔室是否干净，并确保没有任何杂物残留在内部。

接下来，我们需要将目标物放置在真空腔室内，通常目标物是一个基底材料，如玻璃、金属或者塑料。

在目标物放置好之后，我们需要将真空腔室抽空。

抽空的目的是为了排除空气中的氧气和水分，以减少薄膜制备过程中的氧气和水分对材料的干扰。

通常，真空腔室中会有一个真空泵来实现抽空的过程。

当真空腔室抽空到一定的压力范围之后，我们需要启动蒸发源。

蒸发源是一个装有目标材料的小容器，它会被加热以使目标材料蒸发。

蒸发源中的目标材料会通过热蒸发的方式转化为气体，并从蒸发源中扩散出来。

蒸发源产生的目标材料气体会在真空腔室中形成薄膜。

为了实现薄膜的均匀沉积，通常会在真空腔室中设置一个旋转的基底夹具。

基底夹具可以通过旋转使得目标材料气体均匀地沉积在基底材料表面上，从而形成均匀的膜层。

当需要薄膜达到一定的厚度时，我们需要关闭蒸发源，并停止加热。

在薄膜制备过程中，我们可以通过监测蒸发源中的目标材料质量来控制薄膜的厚度。

通常，我们可以使用石英晶体振荡器或者石英探针来实现目标材料的监测。

最后，我们可以打开真空腔室，取出制备好的薄膜材料。

在取出薄膜之前，我们需要确保真空腔室的压力已经恢复到大气压。

为了保护薄膜的质量，我们需要小心地处理薄膜，以避免刮伤或者其他损伤。

根据需要，我们还可以对薄膜进行后续的处理，如退火或者表面涂覆。

总结起来，真空蒸镀工艺流程包括真空腔室的准备、抽空、启动蒸发源、薄膜沉积、监测和控制薄膜厚度、薄膜取出和后续处理等步骤。

通过控制这些步骤和参数，我们可以制备出具有良好质量和均匀厚度的薄膜材料。

真空蒸镀工艺广泛应用于电子器件、光学器件和触摸屏等领域，为这些领域的发展提供了重要的技术支持。

真空蒸镀工艺流程

真空蒸镀工艺流程
真空蒸镀工艺流程
真空蒸镀工艺一般包括基片表面清洁、镀膜前的准备、蒸镀、取件、镀后处理、检测、成品等步骤。

(1)基片表面清洁。

真空室内壁、基片架等表面的油污、锈迹、残余镀料等在真空中易蒸发，直接影响膜层的纯度和结合力。

镀前必须清沽干净。

(2)镀前准备。

镀膜室抽真空到合适的真空度，对基片和镀膜材料进行预处理。

加热基片，其目的是去除水分和增强膜基结合力。

在高真空下加热基片，能够使基片的表面吸附的气体脱附。

然后经真空泵抽气排出真空室，有利于提高镀膜室真空度、膜层纯度和膜基结合力。

然后达到一定真空度后．先对蒸发源通以较低功率的电，进行膜料的预热或者预熔，为防止蒸发到基板上，用挡板遮盖住蒸发源及源物质，然后输入较大功率的电，将镀膜材料迅速加热到蒸发温度，蒸镀时再移开挡板。

(3)蒸镀。

在蒸镀阶段要选择合适的基片温度、镀料蒸发温度外，沉积气压是一个很重要的参数。

沉积气压即镀膜室的真空度高低，决定了蒸镀空间气体分子运动的平均自由程和一定蒸发距离下的蒸气与残余气体原子及蒸气原子之间的碰撞次数。

(4)取件。

膜层厚度达到要求以后，用挡板盖住蒸发源并停止加热，但不要马上导入空气。

(工艺技术)真空蒸镀金属薄膜工艺

真空蒸镀金属薄膜工艺一、概述真空蒸镀金属薄膜是在真空条件下，将金属蒸镀在薄膜基材的表面而形成复合薄膜的一种新工艺。

被镀金属材料可以是金、银、铜、锌、铬、铝等，其中用的最多的是铝。

在塑料薄膜或纸张表面（单面或双面）镀上一层极薄的金属铝即成为镀铝薄膜，它广泛地用来代替铝箔复合材料如铝箔/塑料、铝箔/纸等使用。

镀铝薄膜与铝箔复合材料相比具有以下特点：（1）大大减少了用铝量，节省了能源和材料，降低了成本，复合用铝箔厚度多为7～8pm，而镀铝薄膜的铝层厚度约为0.05nm左右，其耗铝量约为铝箔的1/140～1/180，且生产速度可高达450m/min。

（2）具有优良的耐折性和良好的韧性，很少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象，因此对气体、水蒸汽、气味、光线等的阻隔性提高。

（3）具有极佳的金属光泽，光反射率可达97%；且可以通过涂料处理形成彩色膜，其装潢效果是铝箔所不及的。

（4）可采用屏蔽式进行部分镀铝，以获得任意图案或透明窗口，能看到内装物。

（5）镀铝层导电性能好，能消除静电效应；其封口性能好，尤其包装粉末状产品时，不会污染封口部分，保证了包装的密封性能。

（6）对印刷、复合等后加工具有良好的适应性。

由于以上特点，使镀铝薄膜成为一种性能优良、经济美观的新型复合薄膜，在许多方面已取代了铝箔复合材料。

主要用于风味食品、农产品的真空包装，以及药品、化妆品、香烟的包装。

另外，镀铝薄膜也大量用作印刷中的烫金材料和商标标签材料等。

二、镀膜基材镀铝薄膜的基材主要是塑料薄膜和纸张。

真空蒸镀工艺对被镀基材有以下几点要求：（1）耐热性好，基材必须能耐受蒸发源的辐射热和蒸发物的冷凝潜热。

（2）从薄膜基材上产生的挥发性物质要少；对吸湿性大的基材，在镀膜前理。

（3）基材应具有一定的强度和表面平滑度。

（4）对蒸镀层的粘接性良好；对于PP、PE等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提高与镀层的粘接性。

常用的薄膜基材有：BOPET、BONY、BOPP、PE、PVC等塑料薄膜和纸张类。

薄膜制备方法

薄膜制备方法1.物理气相沉积法（PVD）：真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜2.化学气相沉积法（CVD)：热CVD、等离子CVD、有机金属CVD、金属CVD。

一、真空蒸镀即真空蒸发镀膜，是制备薄膜最一般的方法。

这种方法是把装有基片的真空室抽成真空，使气体压强达到10ˉ2Pa以下，然后加热镀料，使其原子或者分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到温度较低的基片表面，凝结形成固态薄膜。

其设备主要由真空镀膜室和真空抽气系统两大部分组成。

保证真空环境的原因有✍防止在高温下因空气分子和蒸发源发生反应，生成化合物而使蒸发源劣化。

✍防止因蒸发物质的分子在镀膜室内与空气分子碰撞而阻碍蒸发分子直接到达基片表面，以及在途中生成化合物或由于蒸发分子间的相互碰撞而在到达基片前就凝聚等✍在基片上形成薄膜的过程中，防止空气分子作为杂质混入膜内或者在薄膜中形成化合物。

蒸发镀根据蒸发源的类别有几种:⑴、电阻加热蒸发源。

通常适用于熔点低于1500℃的镀料。

对于蒸发源的要求为a、熔点高b、饱和蒸气压低c、化学性质稳定，在高温下不与蒸发材料发生化学反应d、具有良好的耐热性，功率密度变化小。

⑵、电子束蒸发源。

热电子由灯丝发射后，被电场加速，获得动能轰击处于阳极的蒸发材料上，使蒸发材料加热气化，而实现蒸发镀膜。

特别适合制作高熔点薄膜材料和高纯薄膜材料。

优点有a、电子束轰击热源的束流密度高，能获得远比电阻加热源更大的能量密度，可以使高熔点（可高达3000℃以上）的材料蒸发，并且有较高的蒸发速率。

b、镀料置于冷水铜坩埚内，避免容器材料的蒸发，以及容器材料与镀料之间的反应，这对于提高镀膜的纯度极为重要。

c、热量可直接加到蒸发材料的表面，减少热量损失。

⑶、高频感应蒸发源。

将装有蒸发材料的坩埚放在高频螺旋线圈的中央，使蒸发材料在高频电磁场的感应下产生强大的涡流损失和磁滞损失（铁磁体），从而将镀料金属加热蒸发。

常用于大量蒸发高纯度金属。

分子束外延技术（molecular beam epitaxy,MBE)。

真空蒸镀法

真空蒸镀法真空蒸镀法是一种广泛应用于表面处理领域的技术。

它是利用真空环境下的热蒸发、电子轰击等物理过程，将金属、合金等材料蒸发成气态，沉积在基材表面形成一层薄膜的过程。

这种技术可用于制备金属、合金、氧化物、硅、钻石等材料的薄膜，具有广泛的应用前景。

一、真空蒸镀法的工艺流程真空蒸镀法的工艺流程主要包括以下几个步骤：1、基材处理。

在进行蒸镀前，需要对基材进行表面处理，以保证薄膜的附着力和均匀性。

表面处理通常包括机械抛光、化学处理等。

2、真空系统抽真空。

在进行蒸镀过程前，需要将真空腔体内的气体抽出，以保证真空度能够满足蒸镀要求。

真空度的大小对蒸镀薄膜的质量和均匀性有着重要的影响。

3、材料蒸发。

在真空腔体内加热材料，使其蒸发成气态，然后通过控制蒸发速率和蒸发时间，将其沉积在基材表面。

4、薄膜成型。

蒸镀过程中，材料沉积在基材表面形成一层薄膜。

薄膜的厚度、成分和结构等可以通过调节蒸发速率、蒸发角度、沉积时间等参数来控制。

5、退火处理。

薄膜沉积后需要进行退火处理，以提高薄膜的致密性和结晶度，从而提高其物理性能和化学稳定性。

二、真空蒸镀法的应用真空蒸镀法在现代工业中具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1、光学薄膜。

真空蒸镀法可用于制备光学薄膜，如反射镜、滤光片、透镜等，具有优异的光学性能。

2、电子器件。

真空蒸镀法可用于制备电子器件，如集成电路、显示器件等，其中金属、合金薄膜可用作电极、导体等。

3、防腐蚀涂层。

真空蒸镀法可用于制备防腐蚀涂层，如金属氧化物薄膜、合金薄膜等，具有优异的耐腐蚀性。

4、装饰涂层。

真空蒸镀法可用于制备装饰涂层，如金属薄膜、合金薄膜等，具有良好的装饰效果和耐久性。

5、生物医学材料。

真空蒸镀法可用于制备生物医学材料，如人工关节、牙科材料等，其中金属、合金薄膜可用作植入物表面涂层，具有良好的生物相容性。

三、真空蒸镀法的优缺点真空蒸镀法作为一种表面处理技术，具有以下优缺点：1、优点：（1）可制备高质量、高纯度的薄膜。

薄膜制备方法

薄膜造备要领之阳早格格创做1.物理气相重积法（PVD）：真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜2.化教气相重积法（CVD)：热CVD、等离子CVD、有机金属CVD、金属CVD.一、真空蒸镀即真空挥收镀膜，是造备薄膜最普遍的要领.那种要领是把拆有基片的真空室抽成真空，使气体压强达到10¯²Pa以下，而后加热镀料，使其本子大概者分子从表面气化劳出，产死蒸汽流，进射到温度较矮的基片表面，凝结产死固态薄膜.其设备主要由真空镀膜室战真空抽气系统二大部分组成.包管真空环境的本果有预防正在下温下果气氛分子战挥收源爆收反应，死成化合物而使挥收源劣化.预防果挥收物量的分子正在镀膜室内与气氛分子碰碰而阻拦挥收分子间接到达基片表面，以及正在途中死成化合物大概由于挥收分子间的相互碰碰而正在到达基片前便凝结等正在基片上产死薄膜的历程中，预防气氛分子动做杂量混进膜内大概者正在薄膜中产死化合物.挥收镀根据挥收源的类型有几种:⑴、电阻加热挥收源.常常适用于熔面矮于1500℃的镀料.对付于挥收源的央供为a、熔面下b、鼓战蒸气压矮c、化教本量宁静，正在下温下没有与挥收资料爆收化教反应d、具备良佳的耐热性，功率稀度变更小.⑵、电子束挥收源.热电子由灯丝收射后，被电场加速，赢得动能轰打处于阳极的挥收资料上，使挥收资料加热气化，而真止挥收镀膜.特天符合创造下熔面薄膜资料战下杂薄膜资料.便宜有a、电子束轰打热源的束流稀度下，能赢得近比电阻加热源更大的能量稀度，不妨使下熔面（可下达3000℃以上）的资料挥收，而且有较下的挥收速率.b、镀料置于热火铜坩埚内，预防容器资料的挥收，以及容器资料与镀料之间的反应，那对付于普及镀膜的杂度极为要害.c、热量可间接加到挥收资料的表面，缩小热量益坏.⑶、下频感触挥收源.将拆有挥收资料的坩埚搁正在下频螺旋线圈的中央，使挥收资料正在下频电磁场的感触下爆收强盛的涡流益坏战磁滞益坏（铁磁体），从而将镀料金属加热挥收.时常使用于洪量挥收下杂度金属.分子束中延技能（molecular beam epitaxy,MBE).中延是一种造备单晶薄膜的新技能，它是正在符合的衬底与符合条件下，沿衬底资料晶轴目标逐层死少新单晶薄膜的要领.中延薄膜战衬底属于共一物量的称“共量中延”，二者分歧的称为“同量中延”.MBE是正在810—Pa的超真空条件下，将薄膜诸组分元素的分子束流，正在庄重监控之下，间接喷射到衬底表面.其中已被基片捕获的分子，即时被真空系统抽走，包管到达衬底表面的经常新分子束.那样，到达衬底的各元素分子没有受环境气氛的效率，仅由挥收系统的几许形状战挥收源温度决断.二、离子镀是正在真空条件下，利用气体搁电使气体大概被挥收物量离化，正在气体离子大概被挥收物量离子轰打效率的共时，把挥收物大概其反应物蒸镀正在基片上.时常使用的几种离子镀：（1）曲流搁电离子镀.挥收源：采与电阻加热大概电子束加热；充进气体：充进Ar大概充进少量反应气体；离化办法：被镀基体为阳极，利用下电压曲流辉光搁电离子加速办法：正在数百伏至数千伏的电压下加速，离化战离子加速所有举止.（2）空心阳极搁电离子镀（HCD，hollow cathode discharge ）.等离子束动做挥收源，可充进Ar、其余惰性气体大概反应气体；利用矮压大电流的电子束碰碰离化， 0至数百伏的加速电压.离化战离子加速独力支配.（3）射频搁电离子镀.电阻加热大概电子束加热，真空，Ar，其余惰性气体大概反应气体；利用射频等离子体搁电离化， 0至数千伏的加速电压，离化战离子加速独力支配.（4）矮压等离子体离子镀.电子束加热，惰性气体，反应气体. 等离子体离化， DC大概AC 50V离子镀是一个格中搀杂历程，普遍去道末究包罗镀料金属的挥收，气化，电离，离子加速，离子之间的反应，中战以及正在基体上成膜等历程，其兼具真空蒸镀战真空溅射的特性.三、溅射镀膜是正在真空室中，利用荷能粒子轰打靶表面，使被轰打出的粒子正在基片上重积的技能.用戴有几十电子伏特以上动能的粒子大概粒子束映照固体表面，靠拢固体表面的本子会赢得进射粒子所戴能量的一部分从而背真空中劳出，那种局里称为溅射.应用于当前工业死产的主要溅射镀膜办法：（1）射频溅射是利用射频搁电等离子体中的正离子轰打靶材、溅射出靶材本子从而重积正在接天的基板表面的技能.由于接流电源的正背性爆收周期接替，当溅射靶处于正半周时，电子流背靶里，中战其表面散集的正电荷，而且散集电子，使其表面浮现背偏偏压，引导正在射频电压的背半周期时吸引正离子轰打靶材，从而真止溅射.由于离子比电子品量大，迁移率小，没有像电子那样很快天背靶表面集结，所以靶表面的面位降下缓缓，由于正在靶上会产死背偏偏压，所以射频溅射拆置也不妨溅射导体靶.射频溅射拆置的安排中，最要害的是靶战匹配回路.靶要火热，共时要加下频下压.（2）磁控溅射（下速矮温溅射）.其重积速率快、基片温度矮，对付膜层的益伤小、支配压力矮.磁控溅射具备的二个条件是：磁场战电场笔曲；磁场目标与阳极（靶）表面仄止，并组成环形磁场.电子正在电场E的效率下，正在飞背基片历程中与氩本子爆收碰碰，使其电离爆收出Ar 战新的电子；新电子飞背基片，Ar 正在电场效率下加速飞背阳极靶，并以下能量轰打靶表面，使靶材爆收溅射.正在溅射粒子中，中性的靶本子大概分子重积正在基片上产死薄膜，而爆收的二次电子会受到电场战磁场效率，爆收E（电场）×B（磁场）所指的目标漂移，简称E×B漂移，其疏通轨迹近似于一条晃线.若为环形磁场，则电子便以近似晃线形式正在靶表面干圆周疏通，它们的疏通路径没有但是很少，而且被束缚正在靠拢靶表面的等离子体天区内，而且正在该天区中电离出洪量的Ar 去轰打靶材，从而真止了下的重积速率.随着碰碰次数的减少，二次电子的能量消耗殆尽，渐渐近离靶表面，并正在电场E的效率下最后重积正在基片上.由于该电子的能量很矮，传播给基片的能量很小，以致基片温降较矮.（3）反应溅射.反应溅射是指正在存留反应气体的情况下，溅射靶材时，靶材会与反应气体反应产死化合物(如氮化物大概氧化物)，正在惰性气体溅射化合物靶材时由于化教没有宁静性往往引导薄膜较靶材少一个大概更多组分，此时如果加上反应气体不妨补偿所缺少的组分，那种溅射也不妨视为反应溅射.化教气相重积chemical vapor deposition（CVD)一、热CVD指把含有形成薄膜元素的气态反应剂大概液态反应剂的蒸气及反应所需其余气体引进反应室，正在衬底表面爆收化教反应死成薄膜的历程.本理：利用挥收性的金属卤化物战金属的有机化合物等，正在下温下爆收气相化教反应，包罗热领会、氢还本（可造备下杂度金属膜）、氧化战置换反应等，正在基板上重积所需要的氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、下熔面金属、金属、半导体等薄膜.造备条件：1）正在重积温度下，反应物具备脚够的蒸气压，并能以符合的速度被引进反应室；2）反应产品除了产死固态薄膜物量中，皆必须是挥收性的；3）重积薄膜战基体资料必须具备脚够矮的蒸气压.二、等离子体CVD（plasma chemical vapor deposition）是正在下频大概曲流电场效率下，将本料气体电离产死等离子体，利用矮温等离子体动做能量源，通进适量的反应气体，利用等离子体搁电，使反应气体激活并真止化教气相重积的技能.正在脆持一定压力的本料气体中，输进曲流、下频大概微波功率，爆收气体搁电，产死等离子体.正在气体搁电等离子体中，由于矮速电子与气体本子碰碰，故除爆收正、背离子中，还会爆收洪量的活性基（激励本子、分子等），从而可大大巩固反映气体的活性.那样便不妨正在较矮的温度下，爆收反应，爆收薄膜.PCVD不妨正在更矮的温度下成膜.可缩小热益伤，减矮膜层与衬底资料间的相互扩集及反应多用于太阳能电池及液晶隐现器等.三、有机金属CVD（MOCVD）是将反应气体战睦化的有机物通过反应室，通过热领会重积正在加热的衬底上产死薄膜.它是利用运载气携戴金属有机物的蒸气加进反应室，受热领会后重积到加热的衬底上产死薄膜.其特性是：1.较矮的衬底温度； 2.较下的死少速率，可死少极薄的薄膜； 3.透彻的组分统造可举止多元混晶的身分统造，可真止多层结构及超晶格结构； 4.易赢得大里积匀称薄膜；其缺陷是：1.残留杂量含量下 2.反应气体及尾气普遍为易焚、易爆及毒性很强的气体.。

真空蒸镀工艺流程

真空蒸镀工艺流程
1. 选择基材：选择合适的基材，通常为各种金属或非金属材料，如玻璃、陶瓷等。

2. 处理基材表面：对基材表面进行清洗、抛光等处理，以去除氧化物、污垢等杂质，使其表面光洁、平整。

3. 准备镀膜材料：将需要镀膜的材料进行预处理，制成镀膜材料，通常为金属、合金等。

4. 加热基材：将基材加热至一定温度，以提高镀膜的结合力和附着力。

5. 真空泵抽气：将蒸镀设备内的气体和水分抽除，建立真空环境，通常需要抽至10-4～10-6Pa的真空度。

6. 蒸镀：将预处理好的镀膜材料进行蒸发或溅射，将镀膜材料蒸发成气体，沉积到基材表面上形成薄膜。

薄膜厚度控制通常需要根据需求进行调整。

7. 冷却：冷却待镀膜材料，使其形成固态结构，并控制其平整度和拉伸应力等性能。

8. 空气进入：终止真空状态，打开设备，通入适量的空气，结束真空蒸镀工艺流程。

9. 检测：进行薄膜表面的性能检测和质量检查，保证镀膜的质量达到要求。

真空蒸镀讲义

图1-1 真空蒸发镀膜原理示意图真空蒸镀真空蒸镀法（简称真空蒸镀）是在真空室中，加热蒸发器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到基体表面，凝结形成固态薄膜的方法。

由于真空蒸镀法主要物理过程是通过加热蒸发材料而产生，所以又称热蒸发法。

采用这种方法制造薄膜，已有几十年的历史，用途十分广泛。

介绍蒸发原理、蒸发源的发射特性、膜厚测量与有关蒸发的工艺技术。

§1—1真空蒸发原理真空蒸镀的特点、原理与过程真空蒸镀设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快、效率高，用掩模可以获得清晰图形；薄膜的生长机理比较单纯。

主要缺点是，不容易获得结晶结构的薄膜，所形成薄膜在基板上的附着力较小，工艺重复性不够好等。

图1-1为真空蒸镀原理示意图。

主要部分有：（1）真空室，为蒸发过程提供必要的真空环境；（2）蒸发源或蒸发加热器，放置蒸发材料并对其进行加热；（3）基板，用于接收蒸发物质并在其表面形成固态蒸发薄膜；（4）基板加热器及测温器等。

真空蒸镀包括以下三个基本过程：（1）加热蒸发过程。

包括由凝聚相转变为气相的相变过程。

每种蒸发物质在不同温度时有不相同的饱和蒸气压；蒸发化合物时，其组分之间发生反应，其中有些组分以气态或蒸气进入蒸发空间。

（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输支，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。

（3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即是蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜。

上述过程都必须在空气非常稀薄的真空环境中进行。

否则，蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染，甚至形成氧化物；或者蒸发源被加热氧化烧毁；或者由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄膜。

§1-2 蒸发源的蒸发特性及膜厚分布在真空蒸镀过程中，能否在基板上获得均匀膜厚，是制膜的关键问题。

基板上不同蒸发位置的膜厚，取决于蒸发源的蒸发特性、基板与蒸发源的几何形状、相对位置以及蒸发物质的蒸发量。

真空蒸镀技术

真空蒸镀技术1. 简介真空蒸镀技术是一种重要的表面处理技术，主要用于金属、合金、陶瓷等材料的表面涂层，以更好地改善材料的性能。

该技术是将材料表面暴露在真空状态下，并使熔化的金属蒸气在材料表面沉积，形成一层致密的金属膜。

2. 工艺流程真空蒸镀技术主要包括三个主要步骤，即清洗处理、真空气化和涂层蒸镀。

2.1 清洗处理清洗是真空蒸镀技术的首要步骤。

其目的是去除材料表面的污垢、油脂和氧化物，并提高表面的粗糙度和增加涂层的附着力。

清洗处理一般有机械清洗、溶剂清洗、电解清洗等多种方法，不同的方法可以根据实际应用情况进行选择。

2.2 真空气化真空气化就是将材料带入真空室，通过机械或电子泵抽出室内气体，使气体压力小于10-3Pa，建立真空环境。

蒸镀室主要由真空室、蒸发室和泵吸系统组成，其内部摆放材料待处理。

为确保工艺成功，在气化过程需要严格控制一些参数：真空度、抽气速率等等。

2.3 涂层蒸镀涂层蒸镀是重要的制备步骤之一。

要获得良好的涂层质量，需要合适的蒸发材料和蒸发温度，(1)首先加热蒸发源，将蒸发材料熔化；(2)在真空气氛下，游离的蒸发材料自发地向上定向地扩散充满整个蒸发器室；(3)沉积在材料上，形成一层金属膜；(4)最后，将蒸发源加温停止，压降蒸发材料使形成良好的密封涂层。

3. 设备真空蒸镀设备性质复杂，系统安全高等标准，要确保技术成功。

常用的真空蒸镀设备包括离子镀膜机、溅射镀膜机等。

其中最广泛使用的是离子镀膜机，其具有高效的气体成分控制，因此可以精确控制膜厚度和成分，使制备的膜更具适应性。

4. 应用真空蒸镀技术在材料科学、光学制造、电子工业等领域具有广泛应用。

例：(1) 金属薄膜应用领域，可以修饰金属表面属性、美观、性能，提高金属表面硬度和耐腐蚀性；(2) 光学薄膜应用领域中，制备的金属膜能够使镜面反射率提高至90%以上；(3) 电子工业，制备的电触点和插座等膜能更好地增强导电性、抗氧化性和耐磨性等等。

5. 综述随着科学技术的不断发展，真空蒸镀技术将继续拓展应用领域，并在未来的材料科技和工业制造领域发挥重要作用。

真空蒸镀法

真空蒸镀法随着现代科技的不断发展，人们对于材料表面的要求也越来越高。

在不同的领域中，如电子、机械、航空等，都需要使用高质量的表面材料来提高产品的性能和寿命。

而真空蒸镀法作为一种新兴的表面处理技术，正逐渐受到人们的关注和应用。

一、真空蒸镀法的原理真空蒸镀法是一种将金属或其他材料蒸发到基底表面上，形成一层薄膜的表面处理技术。

它的原理是利用真空环境下的高温、低压条件，将金属或其他材料加热至其蒸汽压力高于环境压力，使蒸汽分子沉积在基底表面上，形成一层薄膜。

真空蒸镀法的核心设备是真空镀膜机，它包括真空室、加热系统、蒸发源、基底夹持系统、气体控制系统等组成部分。

在真空室内，先将基底表面进行清洗和处理，然后将蒸发源中的金属或其他材料加热至其蒸汽压力高于环境压力，使蒸汽分子沉积在基底表面上，形成一层薄膜。

二、真空蒸镀法的应用真空蒸镀法在电子、机械、航空等领域中有着广泛的应用。

以下是几个典型的应用场景：1. 电子行业在电子行业中，真空蒸镀法被广泛应用于电子元器件的制造。

例如，将金属蒸发到半导体材料表面上，可以形成金属导线或金属电极，提高电子元器件的导电性和稳定性。

此外，还可以利用真空蒸镀法制备电子显示器的背光板、触摸屏等。

2. 机械行业在机械行业中，真空蒸镀法被应用于制造高硬度、高耐磨的刀具、轴承等零部件。

例如，将钛合金蒸镀在刀具表面上，可以提高其硬度和耐磨性，延长使用寿命。

3. 航空航天行业在航空航天行业中，真空蒸镀法被广泛应用于制造高温合金材料的表面涂层。

例如，将铬、铝等金属蒸镀在航空发动机叶片表面上，可以提高其耐高温性能，延长使用寿命。

三、真空蒸镀法的优势和不足真空蒸镀法与传统的表面处理技术相比，具有以下优势：1. 薄膜质量高：真空蒸镀法可以制备出质量高、厚度均匀的薄膜，具有良好的光学、电学性能。

2. 工艺灵活：真空蒸镀法可以制备出不同材料的薄膜，可以根据不同的应用需求进行调整。

3. 环保节能：真空蒸镀法不需要使用有害化学物质，对环境无污染；同时，其能耗较低，节能效果显著。

真空蒸镀的详细介绍

真空蒸镀的详细介绍真空蒸镀即真空蒸发镀膜。

这种方法是把装有基片的真空室抽成真空，气体压强达到10-2Pa以下加热镀料，使其原子或分子从表面气化逸出形成蒸气流，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜。

1.真空蒸镀原理（1）膜料在真空状态下的蒸发特性。

单位时间内膜料单位面积上蒸发出来的材料质量称为蒸发速率。

理想的最高速率Gm（单位为kg/（m²·s））∶Gm=4.38×10-3Ps（Ar/T）1/2，式中，T为蒸发表面的热力学温度，单位为K，Ps为温度T时的材料饱和蒸发压，单位为Pa，Ar为膜料的相对原子质量或相对分子质量。

蒸镀时一般要求膜料的蒸气压在10-2~10-1Pa。

材料的Cm通常处在10-4~10-1Pa，因此可以估算出已知蒸发材料的所需加热温度。

（2）蒸气粒子的空间分布。

蒸气粒子的空间分布显著地影响了蒸发粒子在基体上的沉积速率以及基体上的膜厚分布。

这与蒸发源的形状和尺寸有关。

最简单的理想蒸发源有点和小平面两种类型。

2.真空蒸镀方式（1）电阻加热蒸发。

它是用丝状或片状的高熔点金属做成适当形状的蒸发源，将膜料放在其中，接通电源，电阻加热膜料而使其蒸发。

对蒸发源材料的基本要求是高熔点，低蒸气压，在蒸发温度下不会与膜料发生化学反应或互溶，具有一定的机械强度。

另外，电阻加热方式还要求蒸发源材料与膜料容易润湿，以保证蒸发状态稳定。

常用的蒸发源材料有钨、钼、钽、石墨、氮化硼等。

（2）电子束蒸发。

电阻加热方式中的膜料与蒸发源材料直接接触，两者容易互混，这对于半导基体元件等镀膜来说是需要避免的。

电子束加热方式能解决这个问题。

它的蒸发源是e形电子枪。

膜料放入水冷铜坩埚中，电子束自源发出，用磁场线圈使电子束聚焦和偏转，电子轨迹磁偏转270°，对膜料进行轰击和加热。

（3）高频加热。

它是在高频感应线圈中放入氧化铝或石墨坩埚对膜材料进行高频感应加热。

感应线圈通常用水冷铜管制造。

此法主要用于铝的大量蒸发。

真空蒸发镀的基本工艺流程

真空蒸发镀的基本工艺流程
真空蒸发镀是一种常用的镀膜工艺，其基本流程如下：
1. 材料准备：根据需要镀膜的物质选择适当的金属或合金材料，准备成粉末或片状。

2. 清洗表面：将待镀物体表面进行清洗处理，以去除污垢、氧化层和其他杂质，确保表面整洁。

3. 真空腔体装载：将待镀物置于真空腔体中，安装好固定夹具或支架，保证待镀物的位置稳定。

4. 抽真空：启动真空设备，将腔体内的气体抽至较低的真空度，通常为10^-5至10^-6Pa之间，以减少气体对镀层的影响。

5. 加热蒸发源：将含有镀层材料的加热源放置在腔体内，通过加热源提供热量，使材料蒸发。

6. 材料蒸发与沉积：蒸发材料在真空环境中形成气相，将其沉积在待镀物体表面。

通过控制蒸发源的温度和功率，可以调节镀层的厚度和均匀性。

7. 监测和调节：使用物理性能测试仪器对镀层进行实时监测，根据测试结果调
整蒸发源的参数，以保证镀层的质量。

8. 冷却与除气：蒸发过程结束后，关闭加热源，待镀物体表面的温度降低，镀层逐渐凝固。

然后开始气体排空，将腔体内剩余的气体排除。

9. 取出镀物：等到腔体内气压恢复正常后，打开腔体门，将镀好的物体取出。

10. 附加处理：根据需要，可以对镀层进行后续处理，例如热处理、抛光、清洗等。

以上是真空蒸发镀的基本工艺流程，具体操作步骤可能因不同的应用和设备而有所差异。

真空蒸镀法

真空蒸镀法摘要：本文简单的的介绍了与薄膜制备技术相关的基础知识，涉及薄膜制备系统、物理制膜和化学制膜及薄膜的应用，并重点讲解了真空蒸发镀膜技术。

关键词：镀膜、单晶、真空、成膜、加热、溅射、衬底、外延生长。

一、薄膜的概念和分类采用一定的方法，使处于某种状态的一种或几种物质（原材料）的基因以物理或化学方式附着于衬底材料的表面，在衬底材料表面形成一层新的物质，这层新物质就是薄膜。

简而言之，薄膜就是由离子、原子或分子的沉积过程形成的二维材料。

薄膜分类（1）按物态分类：气态，液态，固态。

（2）按结晶态分类：非晶态：原子排列短程有序，长程无序。

晶态：又分为单晶和多晶；单晶为外延生长，在单晶基地上同质和异质外延，多晶在一衬底上生长，由许多取向相异单晶集合体组成。

（3）按化学角度分类：有机薄膜和无机薄膜。

（4）按组成分类：金属薄膜和非金属薄膜（5）按物性分类：硬质薄膜、声学薄膜、热学薄膜、金属导电薄膜、半导体薄膜、超导薄膜、介电薄膜、磁阻薄膜、光学薄膜。

二、制备工艺薄膜制备工艺包括：薄膜制备方法的选择，基体材料的选择及表面处理，薄膜制备条件的选择等。

（一）基体的选择在薄膜制备过程中，基体的选择与其他制备条件同样重要，有时可能更重要，基体选择的原则是：（1）是否容易成核和生长成薄膜；（2）根据不同的应用目的，选择金属（或合金）、玻璃、陶瓷单晶和塑料等作基体；（3）薄膜结构与基体材料结构要对应；（4）要使薄膜和基体材料的性能相匹配，从而减少热应力，不使薄膜脱落；（5）要考虑市场供应情况、价格、形状、尺寸、表面粗糙度和加工难易程度等。

（二）基片的清洗1、概述由于薄膜厚度很薄，基片表面的平整度、清洁度都会对所生长的薄膜有影响。

基片表面的任何一点污物都会影响薄膜材料的性能和生长情况。

由此可见，基片的清洗是十分重要的。

基片的清洗方法主要根据薄膜生长方法和薄膜使用目的选定，因为基片表面状态严重影响基片上生长出的薄膜结构和薄膜物理性质。

第三章真空蒸镀

Jm
pv
2mk
(个 cm -2s-1) T
由 Jm 2p m v k(T 个 cm -2s-1)
得到单位面积的质量蒸发速率为：
GmJm
m
2k T
pv
蒸发源温度的变化对蒸发速率的影响极大！
例如, 对金属有: dG(20~30)dT
G
T
GO
（2）合金的蒸发速率
❖ 制造合金薄膜时，蒸发合金或者化合物的结果
B 2.13×104 2.32×104 3.03×104 2.84×104 1.803×104 1.487×104 9.71×103 8.63×103 9.53×103 2.0×104 3.7×104 3.123×104 2.728×104 2.572×104 4.021×104
4、蒸发速率
1) 纯金属（或单质材料）的蒸发速率 2) 合金的蒸发速率
在相同温度下，各元素的蒸气压不相同，其蒸发速率就不相同，导致制备的合金薄膜与原料的化学计量比不同。
❖ 如何蒸镀才能得到符合预计要求的合金薄膜？
瞬时蒸发法（“闪烁”蒸发法）双（多）源蒸发法
§3.3 常用的蒸发源及蒸发材料
❖ 蒸发源 ❖ 常用的蒸发材料
蒸发源
蒸接触式蒸发源发源非接触式蒸发源
属，蒸发一些硫化物、氟化物与某些氧化物。
2、电子束加热蒸发源
❖ 结构
根据电子束蒸发源的形式不同，电子束蒸发源可以分为：
环形枪、直枪、e型枪与空心阴极电子枪等几种
直枪蒸发源
e电子枪的工作原理
2、电子束加热蒸发源
❖ 优点:
1) 与电阻加热源相比可以减少污染; 2) 能量集中,使膜料局部表面受到很高的温度, 而其它
（2）假设蒸发材料表面液相、气相处于动态平衡中，那么，单位时间单位面积的蒸发分子数为：

真空蒸镀金属薄膜工艺

真空蒸镀金属薄膜工艺引言真空蒸镀金属薄膜工艺是一种常见的表面处理技术，通过将金属材料升华成蒸汽并沉积在基材表面，形成金属薄膜。

该工艺广泛应用于电子器件、光学镜片、装饰材料等领域。

本文将介绍真空蒸镀金属薄膜工艺的原理、操作流程以及其在各个领域的应用。

原理真空蒸镀金属薄膜工艺基于物理气相沉积原理。

其主要包括以下几个步骤：1.真空抽取：将工作室中的空气抽取，使得工作室内部达到较低的气压，以降低蒸发金属与其他气体的相互作用。

2.金属材料蒸发：将金属材料（如铬、铝、铜、锌等）放置在加热器中，通过加热使其升华成蒸汽。

3.沉积在基材表面：将基材（如玻璃、塑料、金属等）放置在蒸发金属的正上方，蒸汽由高压向基材的表面沉积，形成金属薄膜。

4.金属膜厚控制：通过控制蒸发器的温度、蒸发时间以及蒸发速率等参数，控制金属薄膜的厚度。

5.冷却和固化：使得金属薄膜在基材表面冷却和固化。

操作流程真空蒸镀金属薄膜工艺的操作流程如下：1.准备工作室和设备：清洁并准备工作室、真空泵、加热器、蒸发器等设备，确保设备和环境干净。

2.安装基材：将待处理的基材固定在蒸发金属的上方，确保基材的表面平整且无杂质。

3.抽取空气：通过打开真空泵，将工作室内的空气逐步抽出，直到达到所需的真空度。

4.加热金属材料：将所选的金属材料放置在加热器中，通过控制加热器的温度使金属材料升华成蒸汽。

5.控制蒸发速率：通过控制蒸发器的温度和加热器的功率，控制金属蒸汽的蒸发速率。

6.沉积金属薄膜：使金属蒸汽沉积在基材表面，形成金属薄膜。

7.控制厚度和均匀性：通过控制蒸发时间和蒸发速率，控制金属薄膜的厚度和均匀性。

8.冷却和固化：将基材从真空腔中取出，使金属薄膜冷却和固化。

9.检测和测试：对薄膜进行检测和测试，以确保其质量和性能。

应用领域真空蒸镀金属薄膜工艺在各个领域都有广泛的应用，下面介绍其中几个典型应用领域：电子器件真空蒸镀金属薄膜工艺在电子器件制造中有重要作用。

它可以用于制备电极、导线、连线等金属薄膜，提高电子器件的导电性能和稳定性。

简述真空蒸镀的原理及过程

简述真空蒸镀的原理及过程
真空蒸镀是一种常用的表面处理技术，通过在真空环境下对物体进行镀膜，使其表面具有一定的功能和装饰效果。

其原理及过程如下：
1. 原理：
真空蒸镀利用真空环境下的物理气相沉积过程，将蒸发源中的固态材料加热至蒸发温度，使其表面分子获得足够的能量而蒸发。

蒸发的材料分子在真空环境中沉积到待处理物体表面，形成一层薄膜。

2. 过程：
（1）准备工作：清洗待处理物体，并将其放置在真空蒸镀设备的装置中。

（2）抽真空：将装置内的气体抽出，建立一定的真空环境，以防止与大气中的气体发生反应。

（3）加热蒸发源：将蒸发源中的固态材料进行加热，使其表面分子获得足够的能量而蒸发。

（4）形成薄膜：蒸发的材料分子在真空环境中沉积到待处理物体表面，形成一层薄膜。

（5）膜层调节：根据需要，可通过控制薄膜的厚度、结构和成分来调节薄膜的性能。

（6）结束工作：待处理物体经过一定的时间后，形成所需的镀膜，完成真空蒸镀过程。

真空蒸镀可用于金属、陶瓷、塑料等材料的表面处理，常见的应用包括镀金、镀银、镀铜等装饰性镀膜，以及光学镀膜、防腐蚀镀膜等功能性镀膜。

真空蒸镀法

真空蒸镀法真空蒸镀法摘要：本文简单的的介绍了与薄膜制备技术相关的基础知识，涉及薄膜制备系统、物理制膜和化学制膜及薄膜的应用，并重点讲解了真空蒸发镀膜技术。

关键词：镀膜、单晶、真空、成膜、加热、溅射、衬底、外延生长。

简而言之，薄膜就是由离子、原子或分子的沉积过程形成的二维材料。

薄膜分类（1）按物态分类：气态，液态，固态。

（2）按结晶态分类：非晶态：原子排列短程有序，长程无序。

晶态：又分为单晶和多晶；单晶为外延生长，在单晶基地上同质和异质外延，多晶在一衬底上生长，由许多取向相异单晶集合体组成。

（3）按化学角度分类：有机薄膜和无机薄膜。

二、制备工艺薄膜制备工艺包括：薄膜制备方法的选择，基体材料的选择及表面处理，薄膜制备条件的选择等。

（二）基片的清洗1、概述由于薄膜厚度很薄，基片表面的平整度、清洁度都会对所生长的薄膜有影响。

基片表面的任何一点污物都会影响薄膜材料的性能和生长情况。

由此可见，基片的清洗是十分重要的。

基片的清洗方法主要根据薄膜生长方法和薄膜使用目的选定，因为基片表面状态严重影响基片上生长出的薄膜结构和薄膜物理性质。