电阻热蒸发真空镀膜机原理讲义和使用
真空蒸发镀膜的原理
真空蒸发镀膜的原理
真空蒸镀膜是一种常用的表面处理技术，其原理是利用真空环境中的物理性质，在材料的表面形成一层均匀的金属或非金属薄膜。
其基本步骤如下：
1. 准备基底材料：首先选取需要镀膜的基底材料，常用的包括玻璃、金属、陶瓷等。
2. 清洗基底材料：对基底材料进行清洗，去除表面的油脂、氧化物等杂质，以确保镀膜的附着力和均匀性。
3. 装载基底材料：将经过清洗的基底材料放置在真空蒸镀设备的工作架上。
工作架通常可以旋转和倾斜，以便实现均匀的镀膜。
4. 抽真空：启动真空泵，将腔室内的气体抽至低真空状态，以去除氧气和其他气体分子，保持清洁的反应环境。
5. 加热基底材料：在真空腔室内加热基底材料，以提高蒸发源的温度，使金属材料在高温条件下迅速蒸发。
6. 蒸发源物质蒸发：将选定的镀膜材料放置在腔室的蒸发源中，随着蒸发源的加热，其表面开始蒸发，并沉积在基底材料的表面。
7. 形成薄膜：蒸发源中的金属材料蒸发后，通过碰撞和扩散等过程，沉积到基底材料表面形成一层均匀的薄膜。
8. 控制膜厚度：通过控制蒸发源的温度、蒸发时间和基底材料的位置等参数，来控制膜的厚度。
9. 冷却基底材料：在薄膜形成后，冷却基底材料以减少膜的应力和提高其附着力。
10. 放气还原：在薄膜形成后，放气还原真空腔室至大气压力，可以安全地取出镀膜好的基底材料。
通过以上步骤，真空蒸镀膜技术可以实现在不同基底材料上形成具有各种性质的薄膜，从而具有广泛的应用。
真空镀膜机工作原理
真空镀膜机工作原理
真空镀膜机是一种常用于表面处理和涂层制备的设备。
其工作原理是利用真空环境下的物理和化学过程对材料进行镀膜或改变材料性质。
首先，真空镀膜机会建立一定的真空环境。
通过排除大部分或所有气体分子，降低环境压力，以确保材料表面处于接近真空状态。
这是因为在真空下，气体分子的碰撞和扩散速度较慢，有利于减少气体和杂质对涂层的干扰。
接下来，真空镀膜机会加热出要镀膜的材料，使其达到蒸发或溅射的温度。
对于蒸发镀膜，材料通常以块状放置在热源上，通过加热使得材料表面的原子或分子蒸发并沉积在待镀物体的表面。
对于溅射镀膜，材料被加热到高温，离子束或原子射流撞击材料表面，使材料被剥离并沉积在待镀物体的表面。
同时，在镀膜过程中，真空镀膜机还可以通过控制镀膜室内的气体成分来影响镀层的化学成分。
例如，可以通过向镀膜室中引入一定气体，如氧气或氮气，来实现氧化或氮化镀膜，改变镀层的性质和功能。
最后，真空镀膜机会在待镀物体表面形成所需的薄膜。
薄膜的形成过程中，镀膜室内的真空环境和加热源的控制非常重要，可以通过调整加热功率、材料沉积速率和气体压力等参数，来实现薄膜的均匀性、致密性和其他特性的控制。
总的来说，真空镀膜机的工作原理是通过建立真空环境，加热
和蒸发/溅射材料，以及控制气体成分和工艺参数，来实现对待镀物体表面的涂层形成和改变材料性质的目的。
这种技术广泛应用于电子、光学、材料科学等领域，为制备高性能涂层和功能材料提供了重要的工具。
真空蒸发(蒸发镀膜)PPT幻灯片课件
在100℃时，水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa
8
第一节 真空蒸发原理
蒸发温度
规定物质在饱和蒸气压为10-2Torr时的温度 饱和蒸气压与温度的关系曲线对于薄膜制作技术有重要 意义，它可以帮助我们合理选择蒸发材料和确定蒸发条件。9
第一节 真空蒸发原理
3. 蒸发速率
根据气体分子运动论，在气体压力为P时，单位时间 内碰撞单位面积器壁上的分子数量，即碰撞分子流量（通
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第二节 蒸发源的蒸发特性及膜厚分布
★ 点蒸发源
能够从各个方向 蒸发等量材料的微小 球状蒸发源称为点蒸 发源（点源）。
dm m d 4
m
4Байду номын сангаас
cos
r2
dS2
dm t dS2
dS1 dS2 cos
dS1 r 2 d
d
dS2 cos
r2
18
电子束加热原理
• 可聚焦的电子束，能局部加温元素源，因不加热其它部 分而避免污染 • 高能量电子束能使高熔点元素达到足够高温以产生适量 的蒸气压
电子的动能和电功率：
m 9.11028 g
1 m2 e U
2 e 1.61019C
5.93105 U (m/s)
Q 0.24Wt
19
电子束蒸发源的优点：
• 电子束的束流密度高，能获得远比电阻加热源更大的能 量密度。
• 被蒸发材料置于水冷坩埚内，避免了容器材料的蒸发， 以及容器材料与蒸发材料的反应，提高了薄膜的纯度。
• 热量直接加到蒸镀材料表面，热效率高，热传导和热辐 射损失小。
电子束蒸发源的缺点：
真空蒸发镀膜PPT课件
溅射等现象，实现物质原
子从源物质到薄膜的可控
转移的过程。
能量
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块状材料 (靶材)
真空蒸发镀膜
物理气相沉积
➢ 方法的核心点：薄膜材料通过物理方法产生并输运到基体表面的镀膜
方法；
➢ 通常是固体或熔融源；
➢ 一般来说，在气相或衬底表面没有化学反应；
➢ 需要相对较低的气体压力环境：
该物质的饱和蒸气压。
饱和蒸气压
一定温度下，蒸发(或升华)出来的蒸气分子的量
标志着物质的蒸发(或升华)能力
注意：取决于液体(或固体)本性和温度，与液体(或固体)存在的量无关。
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真空蒸发镀膜
饱和蒸气压：
克拉伯龙——克劳修斯方程：
d ln Pv vap H m
dT
RT 2
1、应用范围：
先自由蒸发一段时间(此时用挡板挡住基片，防止镀在基片上)，
然后打开挡板开始蒸镀。由于室内活性气体减少，提高了膜层
质量。
(3) 提高真空度。把真空度提高到1.310-4Pa以上，使蒸镀
材料分子到达基片的速率高于残余气体分子到达率。
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真空蒸发镀膜
• 淀积过程
在通常的蒸发压强下，原子或分子从蒸发源迁移到基片的途程
中并不发生碰撞，因此迁移中无能量损耗。当它们入射到接近于
基片的若干原子直径范围时，便进入工件表面力的作用区域，并
在工件表面沉积，形成薄膜。
蒸发材料蒸气分子到达基片的数量可用下式表示：
z m z 3.5 10 22 p x (
1 1/ 2
) (个分子 / cm 2 s)
TM
真空镀膜机原理(一)
真空镀膜机原理(一)真空镀膜机原理真空镀膜机是一种将金属或其他材料蒸发到基材表面的设备。
在这个过程中，物质以分子和原子的形式在真空环境中运动和沉积。
这个过程被称为真空镀膜，通常用于制造电子元器件、光学元件、半导体器件等领域。
真空镀膜机基本结构真空镀膜机由真空室、蒸发源、基板和真空泵等基本部件组成。
真空室是真空镀膜过程的核心部分，其中需要保持一个高度稳定的真空环境。
蒸发源是用来蒸发材料的部件，它在真空环境中升温以产生蒸汽，并在基板上沉积成薄膜。
真空泵则用于排放和维护真空室内的真空环境。
真空镀膜机工作原理真空镀膜机的工作原理可以分为三个步骤：真空、蒸发和沉积。
真空在真空镀膜机开始工作之前，需要将真空室内的气体排空，以创造一个良好的真空环境。
这个过程通常使用真空泵完成，将室内气体逐步抽走，降低压力至所需的真空度。
蒸发当真空环境达到要求时，蒸发源开始升温并蒸发材料。
材料的蒸汽随后沉积在基板上，形成薄膜。
这个过程需要注意蒸发速率、蒸发角度等参数，以确保沉积的薄膜均匀、致密。
沉积当沉积过程结束后，需要将蒸镀薄膜从真空室中取出。
这个过程需要注意保持真空度，并且在取出过程中防止污染。
真空镀膜机的应用真空镀膜机在电子元器件、光学元件、半导体器件等领域有着广泛的应用。
它可以应用于制造LED、太阳能电池、显示器件等各种光电产品，也可以为钢铁、塑料等材料表面进行镀膜，以增强它们的机械强度、化学稳定性等性能。
总结总之，真空镀膜机是一种非常重要的设备，应用广泛且功能强大。
通过深入了解其结构和工作原理，可以更好地理解它的应用范围和技术特点。
真空镀膜机的优点相较于传统镀膜技术，真空镀膜机具有以下几个优点：1.环保：真空镀膜机在膜形成过程中不需要添加额外的成分，只需要将材料升温进行蒸发。
因此，在操作过程中不会产生废气和废液，对环境友好。
2.均匀性好：真空镀膜机内的薄膜在沉积的过程中受到气体分子的影响小，因此沉积的薄膜均匀性好，种类、厚度等可控性高，容易实现高材质性能的镀膜。
真空蒸发镀膜与设备使用维护
（4）感应加热式蒸发源
其原理是将装有膜材的坩埚 放在螺旋线圈的中央（不接触） ， 在线圈中通以高频电流，膜材在 高频电磁场感应下产生强大的涡 流，使膜材升温，直至蒸发。膜 材体积越小，感应频率越高。
三、间歇式真空蒸发镀膜机
间 歇 式真空 镀膜机中，真空 室内制膜过程的 工 作情况是间歇 的。左图是 我国 某公司生产的间 歇 式 ZZS800－ 1/D 型箱式真空 镀膜机的镀膜室 结 构图。该 室主 要由箱体、 球形 工件架、基片烘 烤装置、 粒子源、 电子枪、电阻蒸 发装置、蒸发挡板等构件组成。 真空室的直径为 800 毫米，由不锈钢焊接而成。箱体壁上焊有 水管， 冷却箱体。 系统还配有基片烘烤装置， 烘烤温度可在 0～350℃ 范围内进行调节。 电阻蒸发电流可稳定工作在 350A 以上。电子枪采用 e 型 270° （电）磁偏转式电子枪 ，蒸发束流 0～750mA 可调。 蒸发挡板是保证膜质量的又一措施， 它位于电阻蒸发组件及电子 枪的上方。挡板传动轴采用气缸驱动，并用威尔逊或磁流体密封形式 引入，使挡板与外界隔绝。
反应溅射、磁控溅 射、对向靶溅射 直流二极型 多阴极型 真空 ARE 型、增强 ARE 离子 数 10～5000ev LPPD 型 镀膜 HCD 型 高频型 低压等离子化学 化学反应 CVD 热扩散 相沉积（PCVD） （LPVCD） 等离子增强化学气 气相沉积 集团离子束镀膜 单一离子束镀膜
注：PVD－物理气相沉积（Physical Vapor Deposition） CVD－化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition） PCVD－等离子体增强化学气相沉积（Plasma Chemical Vapor Deposition） LPCVD－低压化学气相沉积（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）
真空镀膜机原理
真空镀膜机原理真空镀膜机原理真空镀膜机是一种用于表面涂覆的设备，常用于电子设备、光学仪器、装饰材料等领域。
其原理主要有以下几个方面。
蒸发蒸发是真空镀膜机的基本原理之一。
在真空环境下，加热源加热物质，使其表面分子获得足够的能量，从而从表面逸出形成蒸汽。
蒸发物质通过凝结在材料表面来完成镀膜过程。
热源真空镀膜机的加热源主要有电阻丝、电子束和真空辐射加热三种形式。
其中，电子束是效率最高的一种加热方式。
物质真空镀膜机中使用的物质有金属、合金、氧化物、氮化物等。
这些物质的选择取决于镀膜的具体要求。
离子镀膜离子镀膜是真空镀膜的一种变种，主要是为了增强涂层的附着力和密度。
其原理是在真空环境中，通过离子化气体，使离子与物质相互作用，使物质表面化学键结构重新排布，形成高度结晶的材料表面，具有高度致密和高附着力的镀层。
离子源离子发生器是离子镀膜的重要组成部分，可利用离子化气体或离子束来产生离子源。
气体在离子镀膜中，通常使用的气体包括氮气、氧气、水蒸气等。
磁控溅射磁控溅射是一种通过材料表面溅射和反弹离子成膜的过程。
其原理是在真空环境中，通过高能离子轰击材料表面，使表面上的原子或分子逸出并沉积在基底上形成膜。
磁场磁场是磁控溅射过程中的关键参数，其主要作用是通过磁场使离子轰击材料表面并影响离子束的方向。
材料磁控溅射过程中，主要使用的材料包括金属、合金、氮化物、氧化物等。
结论真空镀膜机在电子、光学和军工等领域中有广泛的应用，其工作原理多样化，包括蒸发、离子镀膜和磁控溅射等。
在选择真空镀膜机时，需要考虑其适用的领域、材料和涂层厚度等因素。
只要在真空环境中加热源，使物质表面分子获得足够的能量，就能够实现蒸发，产生蒸汽，并将蒸汽凝结在材料表面上，形成涂层。
热源真空镀膜机中的加热源通常有三种形式：电阻丝加热、电子束加热和真空辐射加热。
其中，电子束加热是效率最高的一种加热方式。
电子束加热器通过加热电子使其能量增加，然后将这些高能电子束对准待涂层的物质表面，使其变为蒸汽并沉积在基底上。
电阻热蒸发真空镀膜机原理和使用
04
电阻热蒸发真空镀膜机发展前景
技术发展趋势
高性能材料
随着新材料技术的不断发展， 电阻热蒸发真空镀膜机将更多 地采用高性能材料，以提高设 备的稳定性和寿命。
智能化控制
随着工业自动化和智能化技术 的进步，电阻热蒸发真空镀膜 机将实现更加智能化的控制， 提高生产效率和产品质量。
环保节能
随着环保意识的提高，电阻热 蒸发真空镀膜机将更加注重环 保和节能设计，减少对环境的 影响。
THANK YOU
感谢聆听
02
电阻热蒸发真空镀膜机使用
操作步骤
01
开机准备
检查真空镀膜机周围环境，确保没有杂物阻碍设备运 行。检查电源连接，确保电源正常。
02 抽真空 打开真空泵，开始抽真空，直到达到所需真空度。
03 加热蒸发 根据需要镀膜的材料，调整加热功率，使材料加热蒸 发。
04
镀膜
在真空环境下，蒸发的原子或分子在基材表面沉积形 成薄膜。
未来发展方向
拓展应用领域
电阻热蒸发真空镀膜机除了在电 子、光学、金属等领域得到广泛 应用外，未来还将拓展到新能源、
生物医疗等领域。
提高生产效率
未来电阻热蒸发真空镀膜机将不断 提高生产效率，缩短生产周期，降 低生产成本。
强化发创新
为了保持竞争优势，电阻热蒸发真 空镀膜机企业需要不断加强研发创 新，推出更加先进、高效、智能化 的产品。
电阻热蒸发真空镀膜机组成和工作流程
01
02
03
04
抽真空阶段通过抽气系统将镀 膜室内空气抽出，达到一定的 真空度。
抽真空阶段通过抽气系统将镀 膜室内空气抽出，达到一定的 真空度。
抽真空阶段通过抽气系统将镀 膜室内空气抽出，达到一定的 真空度。
真空镀膜机的工作原理
真空镀膜机的工作原理
真空镀膜机是一种用于在材料表面上形成薄膜的设备，其工作原理是通过在真空环境中对材料施加薄膜材料源的热蒸发或离子轰击等方法，使薄膜材料原子或分子沉积在材料表面上。
具体来说，真空镀膜机通常由真空腔体、薄膜材料源、辅助设备和控制系统等组成。
首先，将待镀膜的材料放置在真空腔体中。
然后，通过泵系统将腔体内的气体抽除，建立起较高的真空环境。
接下来，通过加热薄膜材料源，使其发生热蒸发，薄膜材料的原子或分子进入气相。
这些原子或分子被真空腔体内的气体分子所加速，并沿着各种方向运动。
在运动过程中，部分薄膜材料的原子或分子会与待镀膜表面上的材料原子或分子发生碰撞，并沉积在待镀膜表面上，形成薄膜层。
同时，通过一系列的器件，如旋转台、电弧、离子镀等，可以调节薄膜层的均匀性、厚度和结构性质。
最后，当薄膜层达到预设的厚度或需求后，将停止薄膜材料源的加热，并将真空腔体重新充气，将持续维持真空的状态恢复为大气环境。
完成整个镀膜过程后，取出待镀膜材料，即可得到具有所需性质的薄膜材料。
总而言之，真空镀膜机通过在真空环境中对材料表面进行薄膜材料的沉积，达到改善材料性能、保护材料表面和实现其他功能的目的。
电阻式蒸发镀膜机具体操作说明书
电阻式蒸发镀膜机技术员培训文件§声明§：此镀膜机为专业领域使用镀膜设备，要由经过专业培训的镀膜技师操作此设备，对于操作人员误操作而造成的机械故障以及泵、腔、电器故障及损坏我司将不予负责。
一、设备开机的具体操作步骤我厂生产镀膜机为手/自动可切换型镀膜设备。
下面先讲一下手动开机和自动开机的具体步骤，?手自动关机待看标题第四项?1、手动开机〔预机〕〔预：预热。
机：设备：〕①、首先在开机前检查冷却水、空压机、反响气体、硅油油量、机械泵油、线缆接头是否松动、等等辅助设备。
②、待①所有项以确定，然后按下电器柜面板上的“电源开〞按钮，这时设备已经进入通电待机状态，然后点击触摸屏上的“维持泵〞图像按钮，翻开维持泵。
带真空到达15Pa时〔1.5*10°Pa〕再点击触摸屏上的“扩散泵〞图像按钮翻开“扩散泵〞?弯曲线变成红色?待加热90分钟，开机〔预机〕完成。
2、自动开机〔预机〕〔预：预热。
机：设备：〕①、首先在开机前检查冷却水、空压机、反响气体、硅油油量、机械泵油、线缆接头是否松动、等等辅助设备。
②、待①所有项以确定，然后按下电器柜面板上的“电源开〞按钮，这时设备已经进入通电待机状态，然后点击触摸屏上的“参数设定〞键，按下后会自动弹出一个新的画面，再点击新画面上的“自动开关机〞键，紧接着又会弹出一个自动开关机设定画面，然后点击自动开关机设定画面上的“启动自动开机键〞♦?注1:！要先设定开关机时间再点击按钮?♦?时间制式为24小时制，如时间与当前时间不一致，也可通过左下方“时间调节〞来调整时间?，这时已经启动自动开机〔预机〕,预机需要90分钟，时间一到触摸屏会提示开机完成。
♦注2♦：本人认为自动开机对初学者提供一个比拟好的步骤教材，初学者应在“自动〞执行的时候看其步骤操作，可在其中学到开关泵、阀门、以及开关以上两点的真空度要求等等。
所以在此本人提醒一下初学要好好学好好看，如因自己学、识程度不够误操作设备出现的故障，我公司将是不会纳入保修之的。
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。
蒸发镀膜原理
蒸发镀膜原理蒸发镀膜是一种常用的表面处理技术，通过蒸发材料并在基材表面沉积形成薄膜，以改善基材的性能和外观。
蒸发镀膜原理是指在真空条件下，将固体材料加热至其蒸发温度，使其蒸发成气体，然后沉积在基材表面形成薄膜的过程。
在蒸发镀膜过程中，蒸发材料的选择、真空度的控制、沉积速率的调节等因素都对薄膜的质量和性能有着重要影响。
首先，蒸发镀膜的基本原理是利用真空环境下材料的蒸发和沉积。
在真空腔室中，通过加热蒸发源，蒸发材料转化成气体并沉积在基材表面，形成薄膜。
蒸发源通常采用电子束炉、电阻加热炉等设备，通过控制加热功率和升温速率来实现蒸发材料的均匀蒸发。
同时，真空腔室中的气体压力需要控制在一定范围内，以确保蒸发材料能够自由蒸发并沉积在基材表面。
其次，蒸发镀膜的原理还涉及到蒸发材料的选择和基材的表面处理。
不同的蒸发材料具有不同的蒸发温度和蒸发速率，因此在选择蒸发材料时需要考虑其物理化学性质和薄膜要求。
同时，基材的表面处理也会影响薄膜的附着力和成膜质量，通常需要进行清洗、打磨或表面活化处理，以提高薄膜的附着性和光学性能。
另外，蒸发镀膜的原理还包括沉积速率的调节和薄膜的性能控制。
沉积速率是指单位时间内沉积在基材表面的蒸发材料的量，通过控制蒸发源的加热功率和基材的旋转速度等参数，可以调节沉积速率，以实现薄膜厚度的精确控制。
同时，薄膜的性能控制也需要考虑蒸发材料的纯度、结晶度和成膜工艺的优化，以满足不同应用领域对薄膜性能的需求。
总的来说，蒸发镀膜原理是利用真空环境下蒸发材料并沉积在基材表面形成薄膜的过程。
在实际应用中，需要综合考虑蒸发源的选择和控制、真空度的控制、基材的表面处理以及沉积速率的调节等因素，以实现薄膜的精确控制和优化性能。
蒸发镀膜技术在光学、电子、光伏等领域有着广泛的应用前景，对于提高产品的性能和附加值具有重要意义。
高真空电阻蒸发镀膜机工作原理
高真空电阻蒸发镀膜机工作原理
高真空电阻蒸发镀膜机是一种常见的薄膜材料制备设备，主要用于制备光学、电子、热电薄膜等材料。
其工作原理是通过高真空环境下的电阻蒸发，在基底表面形成一层预定厚度和成分的薄膜。
这种机器的工作步骤可以简单地分为以下几个：
第一步，将待镀膜材料放入腔室中，打开真空泵，开始排气。
在排气过程中，将腔室内的气体抽出，同时将腔室内的杂质和水分清理干净。
第二步，通过控制电源的电流和电压，使加热丝发出高温的电子，加热待镀膜物质，使其开始蒸发。
蒸发的原理是通过电阻加热将材料转化为气体，并使其沉积到载片表面上。
第三步，镀膜材料经过一系列反应后，形成了一层厚度均匀、成分稳定、致密度高的薄膜。
当定厚仪检测到镀膜厚度达到预设的数值时，停止加热电子源，通过工业计时器来计时，使薄膜在高真空环境中稳定固化。
第四步，当镀膜完成后，可以通过真空门将载片取出，拆下载片和薄膜，再经过分析仪器对薄膜进行成分和性质的检测。
总之，高真空电阻蒸发镀膜机是一种重要的功能性材料制备设备，其工作原理是利用高真空环境下电子源对待镀膜物质进行加热蒸发，使其在载片上形成一层厚度均匀、成分稳定、致密度高的薄膜，为相应的应用提供了优良的材料基础。
第四章-真空蒸发镀膜法
旋转方式: (a) 基片在圆顶上，绕轴旋转; (b) 基片在鼓面上，源位于中轴线，
鼓面绕中轴线旋转； (c)行星式旋转 .
五. 热蒸发镀膜的阴影效应
阴影效应： 由于蒸发产生的气体分子直线运动，使薄膜 局部区域无法镀膜或膜厚各处不一的现象
第五节 蒸发源的类型
真空蒸发所采用的设备根据其使用目的不同 可能有很大的差别，从最简单的电阻加热蒸 镀装置到极为复杂的分子束外延设备，都属 于真空蒸发沉积的范畴。
dAc
4r 2
dAs cos 4r 2
dM s M e cos
dAs
4 r2
薄膜厚度： d dM s
dAs
l
d
cosM e 4r 2
hM e
4(h2 l 2 )3/2
h
t
d t1
hm
4 (h2 l 2 )3/2
在点源正上方的单 位时间的膜厚增加 t0（l=0）：
1．电阻蒸发源
通常对蒸发源材料的要求是 ： (1)熔点要高。 (2)饱和蒸气压低。防止或减少在高温下蒸发源材料会随蒸
发材料蒸发而成为杂质进入蒸镀膜层中。 (3)化学性能稳定，在高温下不应与蒸发材料发生化学反应。 (4) 具有良好的耐热性。热源变化时，功率密度变化较小； (5)原料丰富，经济耐用。
下图表示与蒸发源平行放置于正上方的平面基片
四. 提高膜厚均匀性的措施：
1) 采用若干分离的小面 积蒸发源，最佳的数 量, 合理的布局和蒸发 速率；
2)改变基片放置方式以提高厚度均匀 ：
a) 球面放置基片；
点源
面源
b) 基片平面旋转； c) 行星旋转基片架；
电阻热蒸发真空镀膜机原理和使用PPT课件
镀膜机组成
❖ 镀膜室：主要包括四对螺旋状钨丝或舟状蒸发加热器；旋转基 片支架；烘烤加热器；热电偶测温探头；离子轰击环；针阀； 观察窗等
❖ 真空获得系统。它主要由机械泵、分子泵、高低真空阀、充气 阀、电磁阀等组成
❖ 真空测量系统。它由热偶计和电离计组合的复合真空计而成， 热偶计是用于测量低真空度，范围 102～10-1 Pa，电离计是用 于测量高真空度，范围 10-1 ～10-6Pa。
❖ 电路控制系统。它主要由机械泵、扩散泵、电磁阀控制电路和 镀膜蒸发加热器控制电路、钟罩升降控制电路、基片支架旋转 调速控制电路、烘烤加热温度控制电路、离子轰击电路等组成。
5
镀膜机示意图
6
真空单位及转换
我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。
7
❖ 粗真空 ❖ 低真空 ❖ 高真空 ❖ 超高真空 ❖ 极高真空
22
操作过程
1. 开墙上电源、开循环水、开设备总电源 2. 旋钮旋至“充气”档，往腔体充气（设备出现故障，直接拉后面的电
磁阀） 3. 旋钮旋至“钟罩升”档，放入蒸发源、样品等，更换观察窗口玻璃片 4. 旋钮旋至“钟罩降”档，检查钟罩是否贴紧，再将旋钮旋至“关”状
态 5. 右旋钮至“机械分子泵”档，开始机械泵粗抽 6. 低阀手柄拉至“抽钟罩”档，开始粗抽钟罩 7. 开复合真空计、旋钮旋至“测量（左）”档，抽真空至1-2Pa（使用
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如图所示的高速运动的叶列，与动轮相间排列的静轮，除了倾斜方向相反其余完全一 样。气体分子从右侧到左侧的传输几率大于从左侧到右侧的传输几率
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真空度测量（热偶真空计）
热偶真空计：利用热电偶的电势与加热元件的温度有 关，元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量 真空度的真空计。其中有一根细金属丝（铂丝或钨丝） 以恒定功率加热，金属丝的温度取决于输入功率与散 热的平衡关系，而散热取决于气体的热导率。管内压 强越低，即气体分子越稀薄，气体碰撞灯丝带走的热 量就越少，则丝温越高，从而热偶丝产生的电动势越 大。经过校准定标后，就可以通过测量热偶丝的电动 势来指示真空度了。 它通常用来测量低真空，可测范 围为13.33~0.1333Pa。
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当转子逆时针转动时，空 气由被抽容器通过进气管 被吸入，旋片随着转子的 转动使与进气管相连的区 域不断扩大，而气体就不 断地被吸入。当转子达到 一定位置时，另一旋片把 被吸入气体的区域与被抽 容器隔开，并将气体压缩， 直到压强增大到可以顶开 出气口的活塞阀门而被排 出泵外，转子的不断转动 使气体不断地从被抽容器 中抽出。
❖ 电路控制系统。它主要由机械泵、扩散泵、电磁阀控制电路和 镀膜蒸发加热器控制电路、钟罩升降控制电路、基片支架旋转 调速控制电路、烘烤加热温度控制电路、离子轰击电路等组成。
镀膜机示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
真空单位及转换
我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。
❖ 粗真空 ❖ 低真空 ❖ 高真空 ❖ 超高真空 ❖ 极高真空
由于∠B′A′E′＞∠BAE，即一次碰撞不能通过的分子返回在左侧的数量大于返回右侧的数量
如图所示的高速运动的叶列，与动轮相间排列的静轮，除了倾斜方向相反其余完全一 样。气体分子从右侧到左侧的传输几率大于从左侧到右侧的传输几率
真空度测量（热偶真空计）
热偶真空计：利用热电偶的电势与加热元件的温度有 关，元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量 真空度的真空计。其中有一根细金属丝（铂丝或钨丝） 以恒定功率加热，金属丝的温度取决于输入功率与散 热的平衡关系，而散热取决于气体的热导率。管内压 强越低，即气体分子越稀薄，气体碰撞灯丝带走的热 量就越少，则丝温越高，从而热偶丝产生的电动势越 大。经过校准定标后，就可以通过测量热偶丝的电动 势来指示真空度了。 它通常用来测量低真空，可测范 围为13.33~0.1333Pa。
❖ 复合分子泵：是由涡轮式和牵引式两种分子 泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。
涡轮分子泵示意图
克努曾余弦定律
气体分子碰撞到一般的表面上反射时，与刚性球在刚性表面上遵从镜面反射规律完全不 同。它的反射方向是一带有概率特征的随机事件。入射分子沿可能反射方向反射的概率
dP dcos
•凡是反射方向落在∠CAD范围内的分子皆能由右侧到左侧一次通过叶列，而反射方向落在∠BAE范围 内的分子显然不能通过而返回到右侧。 •反射方向落在∠B′A′E′范围内的分子皆不能通过而返回叶列左侧。而反射方向落在∠C′A′D′范围内的分 子才能从左侧到右侧一次通过叶列 •由于∠CAD＞∠C′A′D′，即一次碰撞就可通过叶列的分子从右侧到左侧数量大于从左侧到右侧的数量。
镀膜机组成
❖ 镀膜室：主要包括四对螺旋状钨丝或舟状蒸发加热器；旋转基 片支架；烘烤加热器；热电偶测温探头；离子轰击环；针阀； 观察窗等
❖ 真空获得系统。它主要由机械泵、分子泵、高低真空阀、充气 阀、电磁阀等组成
❖ 真空测量系统。它由热偶计和电离计组合的复合真空计而成， 热偶计是用于测量低真空度，范围 102～10-1 Pa，电离计是用 于测量高真空度，范围 10-1 ～10-6Pa。
高真空的获得（分子泵）
❖ 分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给 气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、 被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。 极限真空度在10-5-10-7Pa
分子泵的分类
❖ 牵引分子泵：气体分子与高速运动的转子相 碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。
❖ 涡轮分子泵：靠高速旋转的动叶片和静止的 定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常 在分子流状态下工作。
获得低真空常采用机械泵，机械泵是运用机 械方法不断地改变泵内吸气空腔的体积，使 被抽容器内气体的体积不断膨胀，从而获得 真空的装置。它可以直接在大气压下开始工 作，极限真空度一般为1.33~1.33×10-2Pa， 抽气速率与转速及空腔体积V的大小有关，一 般在每秒几升到每秒几十升之间。
旋片式机械泵通常由转子、定子、 旋片等结构构成。偏心转子置于定子 的圆柱形空腔内切位置上，空腔上连 接进气管和出气阀门。转子中镶有两 块旋片，旋片间用弹簧连接，使旋片 紧压在定子空腔的内壁上。转子的转 动是由马达带动的，定子置于油箱中， 油起到密切、润滑与冷却的作用。
真空度测量（电离真空计）
❖ 电离真空计：在一定条件下，气体分子与电子相互碰 撞产生电离，待测气体的压力与气体电离产生的离子 流呈正比关系的原理制作的真空测量仪器。它用来测 量高真空度，可测范围为0.133~1.33×10-6Pa。注意， 只有在真空度达到10-1Pa以上时，才可以打开电离规 管灯丝。否则，将造成规管损坏。
操作过程
1. 开墙上电源、开循环水、开设备总电源 2. 旋钮旋至“充气”档，往腔体充气（设备出现故障，直接拉后面的电
磁阀） 3. 旋钮旋至“钟罩升”档，放入蒸发源、样品等，更换观察窗口玻璃片 4. 旋钮旋至“钟罩降”档，检查钟罩是否贴紧，再将旋钮旋至“关”状
态 5. 右旋钮至“机械分子泵”档，开始机械泵粗抽 6. 低阀手柄拉至“抽钟罩”档，开始粗抽钟罩 7. 开复合真空计、旋钮旋至“测量（左）”档，抽真空至1-2Pa（使用
常用蒸发源材料及形状
钨(W，mp=3380Ċ) 钽(Ta，mp=2980Ċ) 钼(Mo，mp=2630Ċ) 碳(C，mp=3730Ċ)
注意事项
❖ 蒸镀源高温下可能与材料反应，引入杂质 ❖ 蒸镀温度有限，高熔点物质（如氧化物）无
法蒸镀 ❖ 蒸镀速率有限 ❖ 不适合蒸镀化合物材料 ❖ 镀膜质量不高
真空度划分
1 0 1 15 3 ~ 0 1 3 3 13 3 P 0a 1 3 3 13 3 ~ 0 1 3 3 1 3 1 0 Pa
1 3 3 1 1 3 0 ~ 1 3 3 1 6 3 0 Pa 1 3 3 1 6 3 0 ~ 1 3 3 1 1 3 0 P 0 a
1331 3 010Pa
低真空的获得（机械泵）
精品
电阻热蒸发真空镀膜机原理 和使用
DM-300B型
蒸发镀膜原理
❖ 在真空条件下，通过加热蒸发源使蒸发源中的 物质蒸发，蒸汽的原子或分子从蒸发源表面逸 出，沉积到基片上凝结形成薄膜
热蒸发镀膜的三个物理过程
❖ 采用蒸发或升华把固态材料转变为气态 ❖ 原子(分子)从蒸发源迁移到基片上 ❖ 基片表面上膜粒子重新排列而凝聚成膜