超高真空镀膜
真空镀膜的工作原理
真空镀膜的工作原理
真空镀膜是一种将材料沉积在基底表面形成薄膜的方法,其工作原理基于薄膜材料的物理气相沉积过程。
下面是详细的工作原理解释:
1. 需要镀膜的材料(称为靶材)被置于真空腔室中。
腔室被抽成高度真空状态,以消除气氛中的气体分子,以确保薄膜的质量和延展性。
2. 充电电源将高电压应用于靶材上,将其激发成等离子体。
通过此过程,靶材的原子和分子被解离,形成带有正电荷的离子和自由电子。
3. 离子和自由电子在真空室中快速移动,并与基底表面相互碰撞。
4. 离子以极高的动能撞击基底表面,使得离子沉积在基底上,形成薄膜。
5. 薄膜的组成和性质取决于靶材的材料和原子成分,以及镀膜过程中的其他参数调控,如沉积速率、温度等。
值得注意的是,真空镀膜过程中常见的薄膜材料有金属、陶瓷、半导体等,在不同应用领域中具有各自的特性和功能。
真空镀膜广泛应用于光学、电子、通信等领域,用于增强表面特性、改善光学性能、提供防腐蚀保护等。
真空镀膜技术
真空镀膜技术一、概述真空镀膜技术是一种利用真空条件下的物理或化学反应,将金属或非金属材料沉积在基材表面形成一层薄膜的技术。
该技术具有广泛的应用领域,包括光学、电子、医疗、环保等。
二、原理真空镀膜技术利用真空条件下的物理或化学反应,将金属或非金属材料沉积在基材表面形成一层薄膜。
其主要原理包括:1. 离子镀膜:利用离子轰击基材表面使其表面活性增强,然后通过离子束轰击目标材料产生离子和原子,最终在基材表面形成一层薄膜。
2. 蒸发镀膜:将目标材料加热至其沸点以上,在真空环境中使其升华并沉积在基材表面形成一层薄膜。
3. 磁控溅射镀膜:利用高能量离子轰击靶材产生靶材原子,并通过磁场控制靶材原子沉积在基材表面形成一层薄膜。
三、设备真空镀膜技术需要使用专门的设备,主要包括:1. 真空镀膜机:包括离子镀膜机、蒸发镀膜机和磁控溅射镀膜机等。
2. 真空泵:用于将反应室内的气体抽出,使其达到真空状态。
3. 控制系统:用于控制反应室内的温度、压力、离子束能量等参数。
四、应用真空镀膜技术具有广泛的应用领域,包括:1. 光学:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层反射或透过特定波长光线的薄膜,制作光学器件如反射镜、滤光片等。
2. 电子:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层导电或绝缘的薄膜,制作电子元器件如晶体管、集成电路等。
3. 医疗:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层生物相容性好的涂层,制作医疗器械如人工关节、心脏起搏器等。
4. 环保:利用金属或非金属材料在基材表面形成一层具有催化作用的薄膜,制作环保设备如汽车尾气净化器、工业废气处理设备等。
五、优势真空镀膜技术具有以下优势:1. 薄膜厚度可控:通过控制反应条件和时间,可以精确控制薄膜的厚度。
2. 薄膜质量高:在真空环境中进行反应,可以避免杂质和气体的污染,从而保证薄膜质量高。
3. 应用广泛:真空镀膜技术可以应用于多种材料和领域,具有广泛的应用前景。
六、挑战真空镀膜技术面临以下挑战:1. 成本高:真空镀膜设备和耗材成本较高,限制了其在大规模生产中的应用。
真空镀膜工艺
真空镀膜工艺真空镀膜工艺是近几十年来新兴的一种重要的材料制备技术,它涉及到涂覆物的表面保护和性能改进的问题,是材料加工和制造技术的重要组成部分。
随着科技的不断发展,真空镀膜技术已经在汽车、航空航天、电子信息、制药等各个领域得到广泛应用。
一、真空镀膜的基本原理真空镀膜是一种利用真空条件下对材料表面进行涂覆的技术,其基本原理是通过热源将原子或分子释放出来,形成热蒸气,在真空环境中,当热蒸气冷却下来并与表面发生化学反应时,会形成一层薄膜。
二、真空镀膜的工艺流程真空镀膜的工艺流程一般可分为三个阶段:加工前准备、真空镀膜和加工后处理。
1、加工前准备:这一步是镀膜过程中最重要的一步,要求表面粗糙度必须符合要求,并进行静电喷涂、磨光处理等表面处理工艺,以保证镀层的质量。
2、真空镀膜:涂覆材料的发泡、烘烤、真空和冷却等步骤,在真空镀膜工艺中起着关键作用,可以确保镀层的质量和性能。
3、加工后处理:它包括金属斑点的消除、打磨抛光、修补抛光等步骤。
三、真空镀膜的特点1、制作精度高:真空镀膜可以制作各种形状的精细镀层,具有良好的外观和抗腐蚀性。
2、抗腐蚀性强:真空镀膜制品可以在各种恶劣的环境条件下长期正常使用,具有良好的抗腐蚀性和耐磨性。
3、工艺流程简单:真空镀膜工艺流程简单,操作简单,操作工人要求不高,制作效率高,为用户节约成本、提高生产效率。
四、真空镀膜的应用真空镀膜工艺在汽车、航空航天、电子信息、制药等领域的应用也是越来越广泛,其应用的产品有汽车镜子、航空和航天件、半导体组件、制药设备等。
1、汽车镀膜:汽车镀膜可以有效地防止汽车表面受到气流冲击、湿气侵蚀、离子雾污染、光、电子辐射等环境污染的影响。
2、航空航天件镀膜:它可以防止紫外线辐射的危害,还能提高产品的耐磨性、耐热性和抗紫外线性能。
3、半导体组件镀膜:它可以提高组件的散热性能,减少静电干扰,延长组件的使用寿命。
4、药剂设备镀膜:它可以防止药液薄膜损坏,保护药物的安全性,以及提高药物的分散性和可溶性。
真空镀膜技术
真空镀膜技术真空镀膜技术是一种先进的表面处理技术,它可以在各种材料表面上形成一层薄膜,从而改变其物理、化学和光学性质。
这种技术已经广泛应用于电子、光学、航空航天、汽车、医疗和建筑等领域,成为现代工业中不可或缺的一部分。
真空镀膜技术的原理是利用真空环境下的物理和化学反应,将金属、合金、陶瓷、聚合物等材料蒸发或溅射到基材表面上,形成一层薄膜。
这种薄膜可以具有不同的功能,如增强材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、光学透明性等。
真空镀膜技术可以通过控制薄膜的厚度、成分和结构来实现不同的功能。
真空镀膜技术的应用非常广泛。
在电子领域,它可以用于制造集成电路、显示器、太阳能电池等。
在光学领域,它可以用于制造反射镜、透镜、滤光片等。
在航空航天领域,它可以用于制造发动机叶片、航空仪表等。
在汽车领域,它可以用于制造车灯、镜面等。
在医疗领域,它可以用于制造人工关节、牙科修复材料等。
在建筑领域,它可以用于制造玻璃幕墙、防紫外线涂料等。
真空镀膜技术的优点是显而易见的。
首先,它可以在不改变基材性质的情况下,改变其表面性质,从而实现不同的功能。
其次,它可以制造出高质量、高精度的薄膜,具有良好的光学、电学和机械性能。
再次,它可以在大面积、复杂形状的基材上进行镀膜,具有很高的生产效率。
最后,它可以使用多种材料进行镀膜,具有很高的灵活性和适应性。
当然,真空镀膜技术也存在一些挑战和限制。
首先,它需要高昂的设备和技术投入,成本较高。
其次,它对基材表面的处理要求较高,需要进行清洗、抛光等处理,否则会影响薄膜的质量。
再次,它对环境的要求较高,需要在无尘、无湿、无氧的环境下进行。
最后,它的应用范围受到材料的限制,某些材料不适合进行真空镀膜。
总的来说,真空镀膜技术是一种非常重要的表面处理技术,具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展,真空镀膜技术将会得到更加广泛的应用和发展。
真空镀膜技术
电子枪对光谱的影响主要是焦斑的形状、位臵、大小在成膜的影响。 特别是高精度的膜系,和大规模生产的成品率要求电子枪的焦斑要稳定。
薄膜厚度的测量
金膜新蒸发时,薄层较软,大约一周后,金膜硬度趋于稳定,膜层 牢固度也趋于稳定。
(4)铬 Cr Cr膜在可见区具有很好的中性,膜层非常牢固透明度、折射率、机械牢固度和化学稳 定性以及抗高能辐射。
(1)透明度
短波吸收或本征吸收I:主 要是由光子作用使电子由 价带跃迁到导带引起的;
真空度的单位:
真空度以压强为单位来度量,压强高表示真空度低。压强 低标识真空度高。
真空度的国际单位是帕斯卡简称帕(Pa)。 毫米汞柱(mmHg):1mmHg=133.3Pa 托(Torr):1Torr=1/760atm=133.3Pa 巴(Bar):1Bar=105Pa
平均自由程
气体分子之间相邻两次碰撞的距离,其统计平均值为平均自 由程。 l=1/(√2πς2n)=kT /(√2πς2P)
电阻蒸发系统采用单相调功器对电阻蒸发源的功率进行调 节控制,蒸发源在两组以上时,通过选择开关选择。
工作原理:
电子束蒸发是利用 在一定真空条件下,加 高压产生电子束,通过 特定磁场的作用,按照 一定的路线,轰击蒸发 物质,产生蒸发。
在电子束蒸发装置 中,被蒸发的物质放置 于水冷的干坩埚中,电 子束只轰击到其中很少 的一部分,而其余大部 分物质在坩埚的冷却作 用下一直处于低温状态, 因此,可以避免坩埚材 料蒸发引起的污染。
(2) 硫化物
典型的硫化物材料是硫化锌(ZnS)。
真空镀膜技术工艺流程
真空镀膜技术工艺流程真空镀膜技术是一种在真空条件下将金属薄膜或其他材料沉积到基材表面的工艺。
它广泛应用于光学、电子、汽车、建筑等领域,用于提高材料的光学性能、耐腐蚀性能和装饰性能。
下面将介绍真空镀膜技术的工艺流程。
1. 基材准备首先,需要准备待镀膜的基材。
基材可以是玻璃、塑料、金属等材料,不同的基材需要采用不同的预处理工艺。
通常情况下,基材需要进行清洗、去油、去尘等处理,以确保镀膜的附着力和质量。
2. 蒸发材料准备在真空镀膜工艺中,需要使用一种或多种蒸发材料作为镀膜材料。
这些蒸发材料可以是金属、氧化物、氮化物等。
在镀膜前,需要将这些材料加工成均匀的块状或颗粒状,以便于在真空条件下进行蒸发。
3. 真空系统抽真空在进行镀膜之前,需要将反应室内的气体抽空,建立起一定的真空度。
通常情况下,真空系统会采用机械泵、分子泵等设备进行抽真空,直到达到所需的真空度为止。
4. 加热基材在真空镀膜过程中,基材通常需要加热到一定温度。
加热可以提高蒸发材料的蒸发速率,同时也有助于提高镀膜的致密性和附着力。
加热温度的选择需要根据具体的镀膜材料和基材来确定。
5. 蒸发镀膜当真空度和基材温度达到要求后,开始蒸发镀膜。
蒸发材料被加热后,会蒸发成气体或蒸汽,并沉积到基材表面上。
在镀膜过程中,可以通过控制蒸发材料的温度、蒸发速率和镀膜时间来控制镀膜的厚度和性能。
6. 辅助工艺在镀膜过程中,可能需要进行一些辅助工艺来改善镀膜的性能。
例如,可以通过离子轰击、辅助加热、喷洒惰性气体等手段来提高镀膜的致密性和光学性能。
7. 检测和包装镀膜完成后,需要对镀膜膜层进行检测,以确保其质量和性能符合要求。
常用的检测手段包括光学测量、显微镜观察、机械性能测试等。
最后,对镀膜产品进行包装,以防止镀膜层受到污染或损坏。
总结真空镀膜技术是一种高精度、高效率的表面处理技术,可以为材料赋予特定的光学、电子、机械等性能。
通过控制镀膜工艺流程中的各个环节,可以实现对镀膜膜层厚度、组分、结构和性能的精确控制。
PVD真空镀膜简介
PVD真空镀膜简介PVD真空镀膜(Physical Vapor Deposition)是一种通过高真空条件下,将固态材料蒸发、溅射或离子束照射等方式沉积到基材表面形成功能薄膜的工艺技术。
PVD镀膜技术具有优异的性能和广泛的应用领域,被广泛应用于光学薄膜、装饰薄膜、耐磨薄膜、防腐蚀薄膜和导电薄膜等领域。
PVD真空镀膜技术主要分为蒸发镀膜、溅射镀膜和离子束沉积等几种方式。
蒸发镀膜是将固态材料加热到一定温度,使其蒸发成气体,然后沉积在基材表面形成薄膜。
溅射镀膜是将固态目标材料置于高真空室中,利用离子束轰击目标表面,使其材料释放出来,并沉积在基材上。
离子束沉积则是利用离子束轰击固态材料,产生的离子和中性粒子在基材上形成薄膜。
PVD镀膜技术具有许多重要优势。
首先,PVD薄膜具有极高的附着力,因为在真空环境下,薄膜材料可以直接与基材表面发生物理化学反应,形成致密的结构。
其次,PVD技术可以在低温下进行,减少了对基材的热损伤,特别适用于易受热的塑料和有机材料。
此外,PVD薄膜具有良好的化学稳定性、机械硬度和耐磨性,能够有效提高基材的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。
另外,PVD镀膜技术还可以控制膜层的成分和结构,可以产生金属薄膜、合金薄膜、氮化物薄膜、硼化物薄膜等多种高性能薄膜。
PVD真空镀膜技术在许多领域中得到广泛应用。
在光学领域,它可以用于制备高反射膜、透明导电膜、滤光膜等。
在电子领域,PVD技术可以制备导电薄膜用于集成电路、光伏电池和显示器件等。
在汽车和航空航天领域,PVD薄膜可以用于制备具有高耐磨性和耐腐蚀性的装饰膜。
在工具领域,PVD技术可以制备高硬度、高耐磨的刀具涂层和模具涂层等。
在材料领域,PVD薄膜可以制备各种功能性薄膜,如防刮伤膜、防指纹膜、防眩光膜等。
然而,PVD镀膜技术也存在一些问题。
首先,设备和工艺的成本相对较高,需要投入较大的资金和技术支持。
其次,PVD薄膜的厚度较薄,通常在几纳米到几十微米之间,因此只能应用于薄层镀膜。
高真空蒸发镀膜设备及检漏
高真空蒸发镀膜设备及检漏摘要:半导体金属化工艺中,要求金属层光泽致密,无氧化,无损伤,接触好,粘附牢,膜厚可控,均匀性好等等,所以不管是电子束蒸发台还是磁控溅射台等等,都要求设备本身提供一个高真空的镀膜环境。
关键词:真空镀膜;真空;蒸发;半导体;检漏。
引言:蒸发(evaporation)是物理淀积(PVD)的一种,是将金属源材料加热至气态,蒸发到腔内上方晶圆表层,晶圆固定在行星盘内伴随着不间断的公自转以达到均匀镀膜的效果。
出于工艺需求,该process过程需要在高真空条件下进行,因为在高真空条件下,洁净度高、水蒸气少。
有些半导体设备还会用到有毒或腐蚀性的气体,设备的低漏率使得这类气体不会外泄也能及时抽走相关气体和气态反应物,保证安全生产。
随着设备老化和工艺要求提高,相关真空故障也随之产生。
1 真空系统高真空系统的建立通常由低真空系统、高真空系统两部分组成。
低真空系统以蒸发为例:蒸发台的低真空泵为旋片式真空泵(油泵),作为冷泵的前级泵,该泵由泵体、转子、旋片、气镇、弹簧等部分组成。
在泵的缸体内有一偏心转子,转子外周与泵内壁几乎相切(有间隙),转子槽内有带弹簧的二个旋片。
旋转时在离心力和弹簧支撑力的共同作用下使旋片顶部与泵体内壁接触,转子带动旋片沿内壁转动。
原理:旋片将泵体内的转子,泵腔和俩个气口所围成的月牙型空间分隔成ABC 三个部分,当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的A空间容积增大,气压降低,外部压强更大,故吸气。
与排气口相通C空间缩小,故排气。
B空间也是处于压缩过程。
由于A空间增大,因此气体被吸入,随着A旋转至与进气口隔绝,即至B位置,容积变小,气体压缩,最后又到C位置与排气口相通。
当压缩气体压强大于外部压强,出气口被打开。
所以油泵工作时,旋片连续旋转可以达到连续抽气的目的。
泵油在其中起到填补旋片与泵内壁间隙以及散热的作用。
总结:油泵作为低真空建立者,从其工作原理出发,旋片、腔室和泵油配合工作建立低真空状态,为下一步建立高真空提供必要条件,而旋片、转子等活动摩擦部件的状态,油的品质等共同影响低真空系统的稳定性,所以做好油泵部品和泵油的定期更换保养以及油位检查很重要。
真空镀膜(PVD 技术)
真空镀膜(PVD 技术)1. 真空涂层技术的发展真空涂层技术起步时间不长,国际上在上世纪六十年代才出现将CVD(化学气相沉积)技术应用于硬质合金刀具上。
由于该技术需在高温下进行(工艺温度高于1000ºC),涂层种类单一,局限性很大,起初并未得到推广。
到了上世纪七十年代末,开始出现PVD(物理气相沉积)技术,之后在短短的二、三十年间PVD 涂层技术得到迅猛发展,究其原因:(1)其在真空密封的腔体内成膜,几乎无任何环境污染问题,有利于环保;(2)其能得到光亮、华贵的表面,在颜色上,成熟的有七彩色、银色、透明色、金黄色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色,能够满足装饰性的各种需要;(3)可以轻松得到其他方法难以获得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂层、复合涂层,应用在工装、模具上面,可以使寿命成倍提高,较好地实现了低成本、高收益的效果;(4)此外,PVD 涂层技术具有低温、高能两个特点,几乎可以在任何基材上成膜,因此,应用范围十分广阔,其发展神速也就不足为奇。
真空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理化学气相沉积)、MT-CVD (中温化学气相沉积)等新技术,各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷。
目前较为成熟的PVD 方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。
多弧镀设备结构简单,容易操作。
多弧镀的不足之处是,在用传统的DC 电源做低温涂层条件下,当涂层厚度达到0.3 um 时,沉积率与反射率接近,成膜变得非常困难。
而且,薄膜表面开始变朦。
多弧镀另一个不足之处是,由于金属是熔后蒸发,因此沉积颗粒较大,致密度低,耐磨性比磁控溅射法成膜差。
可见,多弧镀膜与磁控溅射法镀膜各有优劣,为了尽可能地发挥它们各自的优越性,实现互补,将多弧技术与磁控技术合而为一的涂层机应运而生。
在工艺上出现了多弧镀打底,然后利用磁控溅射法增厚涂层,最后再利用多弧镀达到最终稳定的表面涂层颜色的新方法。
2. 技术原理PVD (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。
真空镀膜机详细镀膜方法
真空镀膜机详细镀膜方法真空镀膜技术是一种应用广泛的表面加工技术,可以为各种材料表面提供不同颜色、不同功能的涂层。
如何进行真空镀膜,是一个需要掌握的基本技术。
本文将详细介绍真空镀膜的方法及其优缺点。
一、真空镀膜的基本原理真空镀膜技术是一种在真空环境下对材料表面进行涂层加工的技术。
通过真空系统将膜材料蒸发,沉积在基材表面,形成涂层。
在镀膜过程中需要注意的是:不同材料的膜材料,在蒸发、沉积的过程中有不同的温度和气压要求;基材表面也需要钝化处理,以保证表面涂层的附着性。
二、真空镀膜的优缺点优点:(1)沉积速度快,可制备厚度、均匀度好的涂层。
(2)具有高质量、高透明度、高硬度、高耐磨性及耐高温等特点。
(3)涂层成分稳定,能耐受环境变化,具有长时间稳定性。
缺点:(1)设备及材料投入成本高,要求专业技术人员操作。
(2)镀膜工艺步骤复杂,环境控制要求高。
(3)镀膜过程中会有一定的污染,对真空系统要求高。
三、真空镀膜的具体过程真空镀膜的过程通常包括五个步骤:1. 清洗和钝化处理在进行真空镀膜之前,需要对基材表面进行钝化处理,以提高涂层附着性。
清洗方法需要根据基材的情况和涂层的要求来确定。
通常会采取化学清洗、氧化清洗和机械打磨等方法,以使表面清洁、光滑。
2. 蒸发材料的制备膜材料的蒸发过程需要保证蒸发速度、蒸发量及蒸发均匀度。
膜材料通常选用纯度高、化学稳定的材料,如金属或半导体材料。
制备膜材料的方法也因材料而异,如金属材料可采用电功率热源加热蒸发、电子束蒸发、离子束蒸发等方法,而半导体材料可采用溅射等方法。
3. 准备真空环境真空镀膜需要在高真空环境下进行。
可以使用單純管和机械泵联合的方式轻松地在低真空状态下达到高真空状态。
具体环境控制要求根据不同的蒸发材料有所不同。
4. 蒸发沉积蒸发沉积是最核心的步骤,也是关键的涂层制备过程。
在蒸发材料制备完成后,通过真空系统控制蒸发材料温度和气压,将蒸发材料蒸发并沉积在基材表面。
真空镀膜PVD工艺介绍
真空镀膜PVD工艺介绍真空镀膜 PVD (Physical Vapor Deposition) 工艺是一种常用的表面改性技术,它通过在真空条件下将材料蒸发或溅射到目标物体表面,形成一层薄膜的过程。
PVD 工艺常用于改善材料表面的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和外观等性能。
本文将介绍真空镀膜 PVD 工艺的原理、过程以及应用。
真空镀膜PVD工艺的原理是利用真空系统,通过热蒸发或离子溅射等手段,将材料原子蒸发或溅射到目标物体的表面,形成一层薄膜。
该过程中,原子蒸发或溅射的材料会以气态或离子态的形式传输到目标物体上,然后在表面重新结晶,形成一层均匀、致密的薄膜。
1.准备基材:首先,需要对基材进行表面处理,常见的方法包括超声波清洗、乙醇刷洗、高温烘干等。
这些处理可以去除表面的杂质和氧化物,提供一个干净、平整的基材表面。
2.创建真空:将待处理的基材放置在真空腔室中,然后通过真空泵抽出腔室中的气体,从而形成一个高真空或超高真空环境。
创建适当的真空环境对于保证薄膜的质量至关重要。
3.材料蒸发或溅射:根据需要镀膜的材料,可以选择热蒸发或离子溅射等方法。
在热蒸发中,将材料悬挂在加热器上,通过电子束、电阻加热或激光等方式将材料加热到足够高的温度,使其蒸发。
而在离子溅射中,利用离子束轰击材料表面,使其原子被剥离并溅射到基材表面。
这两种方法的选择取决于材料的性质和薄膜要求。
4.薄膜沉积:蒸发或溅射的材料原子在基材表面重新结晶,并形成一层薄膜。
这一步骤需要控制材料蒸发或溅射速率、基材温度以及其他参数,以确保薄膜的均匀性和致密性。
真空镀膜PVD工艺具有许多应用。
例如,在硬质涂层方面,通过在刀具、模具等工具表面镀覆钛氮、氮化铝等陶瓷材料,可以显著提高其硬度和耐磨性,从而延长其使用寿命。
在装饰性涂层方面,通过在金属、塑料等材料表面镀覆不同颜色和光泽的金属膜,可以增加其外观吸引力。
此外,真空镀膜PVD工艺还可用于生物医学器械、太阳能电池、电子器件等领域,改善材料的性能和功能。
真空镀膜的工艺流程
真空镀膜的工艺流程
《真空镀膜的工艺流程》
真空镀膜是一种常用的表面处理技术,可以为材料表面提供多种特殊功能,如防腐蚀、增强硬度、改善光学性能和表面装饰等。
下面是真空镀膜的工艺流程:
1. 基板清洗:首先,需要将待处理的基板进行清洗,去除表面的杂质和油污,以保证后续的镀膜质量。
2. 负载基板:清洗后的基板被放置在真空室内的夹具上,准备进行真空镀膜处理。
3. 抽真空:真空室内的空气被抽除,创造真空环境。
在此过程中,需要对真空室进行严格密封,以保证取得足够高的真空度。
4. 加热:接下来,基板会被加热至一定温度,以去除表面残余的水分和气体,在镀膜过程中提供更好的表面反应条件。
5. 金属蒸发:选择合适的镀膜材料,将其置于镀膜设备中,通过电子束或者电阻加热的方式将金属材料蒸发成蒸汽,并沉积于基板表面,形成薄膜。
6. 辅助离子轰击:在沉积薄膜的过程中,通过辅助加入离子束,对薄膜进行离子轰击,以提高薄膜的致密性、附着力和硬度。
7. 冷却:在薄膜沉积结束后,基板进行冷却,使其表面薄膜凝
固并稳定。
8. 测量和检验:进行薄膜的厚度和光学性能测试,并进行表面质量的检验。
通过以上的工艺流程,真空镀膜可以获得均匀、致密、具有一定机械强度和耐腐蚀性能的薄膜材料,满足不同应用领域的需求。
真空镀膜的工作原理
真空镀膜的工作原理
真空镀膜是一种将金属薄膜沉积在表面的工艺,其工作原理是利用真空环境下的物质蒸发和沉积特性。
具体工作步骤如下:
1. 首先,将待处理的基底材料放置在真空室内,确保真空环境下减少杂质和气体的干扰。
2. 真空室内的空气通过抽气系统抽除,形成高真空环境。
目的是减少空气分子对蒸发物质的干扰。
3. 源材料或蒸发源被加热至其熔点或沸点,使其蒸发为气态。
这些源材料可以是金属(如铝、铜、钛等)或非金属材料(如碳、氮等)。
4. 蒸发的材料蒸汽沿着真空室内的一定路径扩散,并沉积在基底材料的表面上。
这个过程称为物理气相沉积(PVD)。
5. 沉积过程中,可以通过控制不同参数(如温度、压力、蒸发速率等)来控制膜层的厚度和质量。
6. 在膜层形成后,将基底材料取出,完成真空镀膜的过程。
真空镀膜的关键在于创建和控制一个高真空环境,以及控制蒸发材料的蒸汽扩散和沉积。
通过调整不同参数,可以实现不同材料的镀膜,并控制膜层的性质和厚度。
真空镀膜技术广泛应用于工业生产、科学研究和光学领域中。
真空镀膜知识
蒸发法与磁控溅射法的比较
磁控溅射法与蒸发法相比,具有镀膜层与基材的 结合力强,镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜 法需要使金属或金属化合物蒸发气化,而加热温度又 不能太高,否则气相蒸镀金属会烧坏被镀塑料基材, 因此,真空蒸镀法一般仅适用于铝等熔点较低的金属 源,是目前应用较为广泛的真空镀膜工艺。相反,溅 射镀膜法是利用高压电场激发产生等离子体镀膜物质, 适用于几乎所有高熔点金属、合金及金属化合物镀膜 源物质,如铬、钼、钨、钛、银、金等。而且它是一 种强制性的沉积过程,采用该法获得的镀膜层与基材 附着力远高于真空蒸镀法,镀膜层具有致密、均匀等 优点,加工成本也相对较高。
被镀塑料基材应与真空镀膜材料有良好的 附着结合强度,塑料与金属镀层的结合强度和 塑料本身的极性等结构因素密切相关。一般认 为聚酯类材料和镀铝膜层的结合力最强,在保 证表面洁净的条件下可以直接进行真空镀膜, 如大规模生产的PET真空镀膜。铝镀膜层PP、 PE、等弱极性基材的附着力差,PC和硬质PVC 则介乎其间。
真空镀膜知识培训
富森钛金设备 迪通恒业科技
联合出品
一、真空的定义:
什么是真空?
真空指低于该地区大气压的稀 薄气体状态。
二、什么是真空度:
处于真空状态下的气体稀薄程度通 常用“ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空度高”和“真空度低”来表示。
真 空度高表示真空度“好”的意思。真空度低 表示真空度“差”的意思。低真空(一般在 760—10托);中真空(一般在10—10 – 3 托);高真空(一般在10 - 3—10 -8托); 超高真空(一般在10-8—10 -12 )。
磁控溅射法又称高速低温溅射法。
目前磁控溅射法已在电学膜、光学膜和
磁 塑料金属化等领域得到广泛应用。磁控 控 溅射法是在1.3×10-1pa(10-3Torr)左右的 溅 真空中充入惰性气体,并在塑料基材(阳
真空镀膜的工艺流程
真空镀膜的工艺流程真空镀膜是一种常用的表面处理技术,通过在真空环境下将金属蒸发或溅射到基材表面,形成一层金属薄膜,从而改善基材的光学、机械、电子等性能。
真空镀膜工艺流程包括材料准备、真空系统抽真空、镀膜操作、膜层性能检测等几个关键步骤。
首先,进行材料准备。
这一步是整个工艺流程的基础,材料的选择和准备将直接影响到后续的镀膜效果。
通常情况下,需要准备好待镀膜的基材和用于镀膜的金属材料,同时还需要准备好各种辅助材料和设备,如真空镀膜机、蒸发源、控制系统等。
接下来是真空系统抽真空。
在进行镀膜操作之前,需要将反应室内的气体和杂质抽除,创造出一个高真空环境。
这一步是非常关键的,因为只有在高真空环境下,金属材料才能够充分蒸发或溅射,并且不会受到氧化或其他污染物的影响。
然后是镀膜操作。
在真空环境下,将金属材料加热至一定温度,使其蒸发或溅射,然后沉积在基材表面,形成一层薄膜。
这一步需要严格控制镀膜的厚度、均匀性和结合性,通常需要通过控制加热功率、蒸发速率等参数来实现。
最后是膜层性能检测。
镀膜完成后,需要对薄膜的光学、机械、电子等性能进行检测,以确保膜层达到设计要求。
常用的检测方法包括透射率测试、硬度测试、粗糙度测试等,通过这些测试可以评估膜层的质量,并进行必要的修正和改进。
总的来说,真空镀膜工艺流程包括材料准备、真空系统抽真空、镀膜操作、膜层性能检测等几个关键步骤。
每个步骤都至关重要,需要严格控制和操作,才能够获得高质量的镀膜产品。
真空镀膜技术在光学、电子、建筑等领域有着广泛的应用,掌握其工艺流程对于提高产品质量和性能具有重要意义。
超高真空磁控溅射镀膜与离子束清洗系统操作规程
超高真空磁控溅射镀膜与离子束清洗系统操作规程一.开机1 分子泵、各磁控靶接通冷却水,检查水路是否漏水。
2 各单元电源与总电源接通,总电源供电。
(启动总电源前,报警选择档指向报警;开总电源后,A、B、C灯亮)3 启动机械泵,缓慢打开旁抽阀V2,预抽溅射室。
4打开ZDF2AK复合真空计,当示数显示小于5 Pa时,关闭旁抽阀V2,打开电磁阀(有清脆的响声),然后启动分子泵开关,待示数显示为零时,启动START,并马上打开闸板阀G1(逆时针旋转到底后稍微回转),开始抽高真空。
5 打开计算机,进行运行参数设置。
(见后面介绍)6 达到所需真空度后,准备镀膜。
(见后面介绍)7 镀膜完毕后,关闭直流或射频电源,关气路。
(见后面介绍)二、靶位自动调节程序1 挡板控制及状态各靶挡板显示与溅射室内靶挡板位置一致。
若不一致,则改变计算机上显示状态,点击“开(关)”按钮即可,在挡板没有达到相应的“开(关)”状态时,该按钮是闪烁的,达到所需状态时,按钮是亮的。
2 转盘控制与状态样品与样品挡板状态确定显示与当前溅射室内一致,若不一致,则重新标定。
例如:当前溅射室内状态为样品2对应样品位置A位,样品挡板显示A位,然而计算机显示样品1对应样品位置A 位,样品挡板显示A位。
拖动样品1到样品2,将弹出“样品编号”对话框,点击“否”,则可以重新标定样品编号。
重新标定样品挡板,样品位置时也是如此操作。
注意:样品位置和样品编号不能同时改变。
例如:样品1在A位置溅射完毕后,需要在B位溅射样品2,则应该先把样品1拖到样品2,将弹出“样品编号”对话框,点击“是”,可将样品2移动到A靶位;然后,将样品位置A拖到B,将弹出“样品位置”对话框,点击“是”,可将样品2移动到B靶位。
样品速度和挡板速度公转速度和挡板公转速度均调为1.0 r/min即可,运行稳定。
3 运行设置点击“修改”按钮,输入控制语句,点击“关闭”按钮,然后点击“运行”按钮,设备将按照设置的语句运行。
真空镀膜的优点与用途
吴中区甪直森纳镀膜厂是一家为客户提供刀具、模具、工业耐磨件PVD(物理气相沉积)涂层服务及PVD涂层设备的专业厂,我们引进欧洲先进涂层设备及工艺,为客户提供优质的超硬涂层服务(Tin、TiCN、TiAlN/AlTiN、CrN、DLC、CrN-Wc、TD),拥有多名从事涂层行业十几年的工程技术人员,保证工艺及设备稳定性,从而保证产品品质、交期、服务质量。
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刀具表面通过镀钛处理之后有什么变化?
从事电镀的厂家都知道镀钛是一种电镀处理,那么关于刀具通过镀钛处理后表面会有什么变化呢?下面由专业的电镀厂家为你解说:
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真空镀膜(PVD)工艺知识介绍
真空镀膜(PVD)工艺知识介绍简介真空镀膜(Physical Vapor Deposition,简称PVD)是一种常用于表面修饰和功能改善的工艺。
通过在真空环境中蒸发或溅射物质来形成薄膜,将薄膜沉积在基材上,以改变基材的性质和外观。
本文将介绍PVD工艺的原理、应用和优势。
PVD工艺原理在PVD工艺中,基材和目标材料被放置在真空环境中。
通过热蒸发或物理溅射的方式,目标材料从固态转化为气态。
这些气体分子会沉积在基材上,形成一层薄膜。
PVD工艺常用的方法有热蒸发和物理溅射。
热蒸发是将目标材料加热至其沸点以上,使其转化为气态,然后沉积在基材上。
而物理溅射则是通过向目标材料表面轰击高能粒子,将其击打下来沉积在基材上。
PVD工艺的应用PVD工艺在多个领域得到了广泛应用。
装饰性涂层PVD工艺可以制备具有不同颜色、质感和光泽度的涂层,用于装饰各种产品,如钟表、珠宝、手袋、饰品等。
常见的装饰性涂层有黄金色、玫瑰金色、银色和黑色等。
防腐蚀涂层PVD工艺可以形成陶瓷涂层、金属涂层或复合涂层,这些涂层具有良好的耐腐蚀性能,可保护基材免受化学腐蚀、氧化和磨损的影响。
这些涂层常用于汽车、航空航天、电子产品等领域。
功能性涂层PVD工艺还可以制备具有特殊功能的涂层,如光学涂层、导电涂层和磁性涂层。
光学涂层可用于改善光学性能,导电涂层可用于制作导电膜,磁性涂层可用于制造磁性材料。
PVD工艺的优势相比其他表面处理工艺,PVD工艺具有以下几个优势:高质量涂层PVD工艺可以制备高质量的涂层,具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损和耐腐蚀等特性。
这些特性使得PVD涂层在各种应用中表现出色。
环保节能PVD工艺不需要使用有机溶剂和其他有害化学物质,对环境友好。
同时,PVD 涂层具有较高的附着力和耐用性,可延长基材的使用寿命,减少资源消耗。
精密控制PVD工艺可以实现对涂层厚度、成分和结构的精确控制。
通过调整工艺参数,可以得到所需的涂层特性,以满足不同应用的需求。
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。
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超高真空镀膜
1.历史与发展
化学镀膜最早用于在光学元件表面制备保护膜。
随后,1817年,Fraunhofe 在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃,偶然第一次获得减反射膜,1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜它们是最先在世界上制备的光学薄膜。
后来,人们在化学溶液和蒸气中镀制各种光学薄膜。
50年代,除大快窗玻璃增透膜的一些应用外,化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。
真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺,是迄今在工业能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。
它们大规模地应用,实际上是在1930年出现了油扩散泵---机械泵抽气系统之后。
1935年,有人研制出真空蒸发淀积的单层减反射膜。
但它的最先应用是1945年以后镀制在眼镜片上。
1938年,美国和欧洲研制出双层减反射膜,但到1949年才制造出优质的产品。
1965年,研制出宽带三层减反射系统。
在反射膜方面,美国通用电气公司1937年制造出第一盏镀铝灯。
德国同年制成第一面医学上用的抗磨蚀硬铑膜。
在滤光片方面,德国1939年试验淀积出金属—介质薄膜Fabry---Perot型干涉滤光片。
在溅射镀膜领域,1842年格洛夫(Grove)在实验室中发现了阴极溅射现象。
他在研究电子管阴极腐蚀问题时,发现阴极材料迁移到真空管壁上来了。
但是,真正应用于研究的溅射设备到1877年才初露端倪。
迄后70年中,由于实验条件的限制,对溅射机理的认同长期处于模糊不请状态,所以,在1950年之前有关溅射薄膜特性的技术资料,多数是不可靠的。
19世纪中期,只是在化学活性极强的材料、贵金属材料、介质材料和难熔金属材料的薄膜制备工艺中,采用溅射技术。
1970年后出现了磁控溅射技术,1975年前后商品化的磁控溅射设备供应于世,大大地扩展了溅射技术应用的领域。
到了80年代,溅射技术才从实验室应用技术真正地进入工业化大量生产的应用领域。
现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射和双离子溅射等淀积工艺。
2.真空镀膜技术原理[1]
真空镀膜技术是指在真空条件下将金属,金属化合物和其他镀膜材料沉积到基材表面上的技术。
塑料真空镀膜常用的方法有蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法。
图1示意出两种真空镀膜工艺的基本原理。
真空蒸发镀膜法就是在1.3×10—2Pa~1.3×10—3Pa(10-4Torr~10-5Torr)的真空中加热镀膜材料,使它在极短时间内蒸发,蒸发了的镀膜材料分子沉积在基材表面上形成镀膜层。
要进行真空蒸发镀膜就必须有真空镀膜设备。
真空镀膜室是使镀膜材料蒸发的蒸发源,还有支承基材的工作架或卷绕装置都是真空蒸发镀膜设备的主要部分。
镀膜室的真空度、镀膜材料的蒸发速率、蒸发距离和蒸发源的间距,以及基材表面状态和温度等都是影响镀膜层质量的因素。
磁控溅射法[2])又叫高速低温溅射法。
目前磁控溅射法已在电学膜、光学膜和塑料金属化等领域得到广泛应用,大显身手了。
磁控溅射法是在1.3×10—1Pa(10—3Torr)左右充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁)之间施加几百伏直流电压,便在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电。
于是,氩气被电离。
氩离子被阳极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在工件表面上形成薄膜。
更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。
磁控溅射法与蒸发法相比,具有镀膜层与基材的结合力强,镀膜层致密、均匀等优点。
下表是两者优点的比较:
3.系内资源
我系周仕明老师那里的真空镀膜机是FJL超高真空多功能磁控溅射设备。
此系统为三室结构的超高真空多功能磁控于离子束联合溅射镀膜设备,可用于开发纳米级的单层及多层功能膜-各种硬质膜、金属膜、半导体膜、合金膜、介质膜等。
系统主要由磁控溅射室、测控溅射靶(三个靶)、直流电源、射频电源、离子束溅射室、Kaufman离子抢及电源、样品水冷和加热转台、离子抢转靶、热蒸发电机及电源、样品室、真空测量系统、薄膜测试系统和微机控制镀层系统等组成。
该设备具有利用磁控法制备中厚薄膜和利用离子束方法制备超薄膜的全部功能。
主要技术性能指标如下:
真空室结构及尺寸:磁控溅射室:φ560×320(mm);样品处理室:φ250×350(mm);进样室:φ200×250(mm)。
系统极限真空:磁控溅射室:系统经过24小时烘烤后连续抽气,并点燃钛升华泵后可达6.6×10-7Pa;样品处理室:系统经24小时烘烤后连续抽气,可达1×10-5Pa;进样室:系统经烘烤后连续抽气,可达6.6×10-4Pa。
系统漏率:磁控溅射室:停泵关机12小时后真空度≤0.5Pa;样品处理室:停泵关机12小时后真空度≤1Pa;进样室:停泵关机12小时后真空度≤10Pa。
另外蒋最敏老师处也有一台磁控溅射镀膜机:CGGY-IS-4B无油系统共溅磁控溅射仪,该仪器采用膜厚监控仪控制溅射率,精度可达0.1埃/秒,极限真空度为2.7×10-5pa,衬底加热温度为0~500℃,主要用于镀透明电极(金属氧化物透明导电薄膜)高K介质膜,多层介质膜和金属膜等。