《真空蒸发镀膜》PPT课件

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PVD镀膜工艺简介ppt课件

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3.辉光放电的定义 辉光放电是指在稀薄气体中,两个电极之间加上电压 时产生的一种气体放电现象。
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直流溅射:适用于金属材料
射频溅射:是适用于各种 金属和非金属材料的一种 溅射沉积方法
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4.真空溅射镀膜的优缺 点
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三、真空离子镀膜
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1.真空离子镀膜的定 义
在真空条件下,利用气体放电使气体或蒸发物质离化,在 气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时,把蒸发物或其反 应物蒸镀在基片上。
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PVD镀膜工艺简介
2
一、PVD的定义及分 类
二、真空蒸发镀膜
三、真空溅射镀膜
四、真空离子镀膜
3
一、PVD的定义及分 类
1.PVD的定义
物理气相沉积是一种物理气相反应生长法。沉积过程是在真空 或低气压气体放电条件下,即在低温等离子体中进行的。涂层的物 质源是固态物质,经过“蒸发或溅射”后,在零件表面生成与基材 性能完全不同的新的固体物质涂层。
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1.真空的定义
泛指低于一个大气压的气体状态。与普通大气压状态相比,分子密度较为稀 从而气体分子和气体分子、气体分子和器壁之间的碰撞几率要低一些。
2.真空蒸发镀膜的定 义
真空蒸发镀膜是在真空条件下,用蒸发器加热蒸发物质使之汽化,蒸发粒子
直接射向基片并在基片上沉积形成固态薄膜的技术。
括热蒸发和EB蒸发(电子束蒸发)
离子镀把辉光放电、等离子体技术与真空蒸发镀膜技术结 合在一起
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2.真空离子镀膜的原 理
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3.真空离子镀膜的特 点
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真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀的比 较
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Thank you!
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第三章真空蒸发镀膜-55页PPT资料

第三章真空蒸发镀膜-55页PPT资料


h2
3
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1

3
1

(
b h
)
2

2
④常用计算——以 点源正对固定圆基片的蒸发为例
膜厚最大绝对偏差:t0 tmin 相对偏差:1— t r

平均膜厚:t
1
R 2
tdA
A

膜材利用率:

R2 t

m
膜厚分布均方差: D 1
2
t t dA
P39,表3-2: 常用材料的熔化温度及蒸汽压达到1 Pa 时 的蒸发温度,
铬等材料先蒸发,后熔化
② 温度条件:使饱和蒸汽压Pv达到1Pa 的蒸发温度T
材料蒸汽压Pv与温度的关系:克—克方程
式,可以推算温度T
简化为(3—5)式:logPv AB T
P41,(3—3)
③ 蒸发速率: 按余弦定律
达到热阴极弧光放电程度。
工作中气压较高,能够产生足够多的电子. HCD枪电子束蒸发, 空心阴极离子镀 P60 图3—15
4)感应加热式蒸发源
①原理:高频电源——感应圈高频电流、电场— —高频交变磁场——坩埚、膜材中感应涡流

——涡流焦耳热——膜材热能 结构:
P57图3—13
②特点:功率大;蒸发速率大;蒸发源温度(蒸 发速率)稳定;一次装料多;适合连续工作
3.1 真空蒸发镀膜原理 Principle of Vacuum Evaporative Coating
1) 原理、结构与特点
principle, structure, characteristics
真空蒸发镀膜原理图
真空室 Coating chamber 蒸发源 Evaporation Sources 加 热 器 heater 蒸 发 舟 boat

真空蒸发(蒸发镀膜)PPT幻灯片课件

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在100℃时,水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa
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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
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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
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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

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子轰击时物质表面原子的
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
第2页/共84页
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。
第20页/共84页
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。
第15页/共84页
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

《真空蒸镀概述》课件

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真空度:确保蒸镀过程中无空气干扰,提高薄膜质量 温度:控制蒸镀材料的蒸发温度,保证薄膜厚度均匀 压力:控制蒸镀腔内的压力,防止薄膜破裂 速度:控制蒸镀材料的蒸发速度,保证薄膜厚度均匀 角度:控制蒸镀材料的蒸发角度,保证薄膜厚度均匀 时间:控制蒸镀过程的时间,保证薄膜厚度均匀
均匀性:蒸镀过程中,材料在真空环境下均匀分布,保证涂层质量 精确性:蒸镀技术可以精确控制涂层厚度和成分,提高产品质量 环保性:蒸镀过程中无有害气体排放,符合环保要求 适用性:蒸镀技术适用于多种材料和基材,应用广泛
珠宝首饰:真空蒸镀 技术可以应用于珠宝 首饰的表面处理,如 镀金、镀银等,使首 饰更加美观、耐用。
家居装饰:真空蒸镀 技术可以用于家居装 饰品的表面处理,如 镀金、镀银等,使装 饰品更加美观、耐用。
汽车装饰:真空蒸镀 技术可以用于汽车装 饰品的表面处理,如 镀金、镀银等,使装 饰品更加美观、耐用 。
汇报人:
添加 标题
其他表面处理技术:包括电镀、化学镀、喷涂 等,各有优缺点。
添加 标题
比较:真空蒸镀技术具有更好的薄膜质量、更均匀 的薄膜厚度、更好的附着力等优点,但也存在成本 高、设备复杂等缺点。
添加 标题
结合:真空蒸镀技术与其他表面处理技术可以结合使用, 以实现更好的表面处理效果。例如,真空蒸镀技术可以用 于制备薄膜,而其他表面处理技术可以用于改善薄膜的性 能或外观。
在基材上
离子镀法:利 化学气相沉积
用离子轰击材 法:利用化学
料,使其在真 反应生成蒸汽, 空中形成蒸汽, 然后在真空中 然后沉积在基 沉积在基材上
材上
激光蒸镀法: 利用激光加热 材料,使其在 真空中形成蒸 汽,然后沉积
在基材上
半导体制造:用于 制造集成电路、太 阳能电池等

《真空蒸发镀膜》课件

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其他领域
如生物医学、能源 等。
02
真空蒸发镀膜设备
蒸发源
蒸发源是真空蒸发镀膜设 备中的核心部件,其作用 是将待镀膜材料加热至熔 融状态,并产生蒸气。
蒸发源的种类包括电阻加 热型、电子束加热型和激 光加热型等。
蒸发源的材料通常选用高 熔点、高纯度的材料,以 确保稳定的蒸发和良好的 薄膜质量。
真空室
冷却系统通常包括水冷、风冷 等类型,根据不同部件的需求 进行选择。
冷却系统的设计需要充分考虑 设备的整体布局和散热需求, 以确保良好的冷却效果。
控制系统
控制系统是真空蒸发镀膜设备的 指挥中心,其作用是控制设备的
运行和工艺参数的调节。
控制系统通常包括电源控制、温 度控制、压力控制、蒸发速率控
制等部分。
真空室是真空蒸发镀膜设备的主体部分,其作 用是提供高真空环境,使待镀膜材料能够顺利 蒸发并凝结在基材表面形成薄膜。
真空室的构造通常包括壁面、观察窗、进出口 、密封圈等部分。
真空室的材料一般选用不锈钢、铜等耐腐蚀、 耐高温的材料。
冷却系统
冷却系统的目的是为了防止高 温对设备其他部件造成损害, 同时也可以提高设备的稳定性 和使用寿命。
05
真空蒸发镀膜优缺点
优点
高沉积速率
真空蒸发镀膜具有较高的沉积速率,可以 在短时间内完成大面积的镀膜。
低成本
由于其工艺简单,设备成本和维护成本相 对较低,适合大规模生产。
适用于多种材料
真空蒸发镀膜可以应用于多种材料,如金 属、陶瓷等,具有较广的适用范围。
高附着力
镀层与基材之间具有较强的附着力,不易 脱落。
缺点
薄膜质量受限制
由于蒸发源的温度和蒸发物质的性质,某 些高质量薄膜可能难以制备。

真空蒸发镀膜法

真空蒸发镀膜法
平面蒸发源近似。 5. 坩埚蒸发源可看成表面蒸发源或高度定向的蒸发源。 6. 磁控靶源可看成大面积(平面或圆柱面)蒸发源。
蒸发源的发射特性是比较复杂的问题,为了得到较均 匀的膜厚还必须注意源和基板的配置,或使基板公转加 自转等。
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当蒸发源与衬底之间存在某种障碍物时,物质的沉积会产生 阴影效应,即蒸发来的物质被障碍物阻挡而未能沉积到衬底 上。显然,蒸发沉积的阴影效应可能破坏薄膜沉积的均匀性。 在沉积的衬底不平甚至有一些较大的起伏时,薄膜的沉积将 会受到蒸发源方向性的限制,造成有的部位没有物质沉积。 同时,也可以在蒸发沉积时有目的地使用一些特定形状的掩 膜,从而实现薄膜地选择性沉积。
实验确定。且有Hv=19.12B(J/mol)关系存在。
式(2-5)即为蒸发材料的饱和蒸气压与温度之间
的近似关系式。
9
表2-1 和图 2-2 分别给出了常用金属的饱和蒸气压
与温度之间的关系,从图2-2的lgPv~1/T近似直线图
看出,饱和蒸气压随温度升高而迅速增加,并且到达 正常蒸发速率所需温度,即饱和蒸气压约为1Pa时的 温度(已经规定物质在饱和蒸气压为10-2托时的温度, 称为该物质的蒸发温度)。
J1/4nvaP/
2m kT (2-6)
v 式中,n是分子密度,
尔兹曼常数。
a
是算术平均速度,m是分子质量,k为玻
如果考虑在实际蒸发过程中,并非所有蒸发分子全部发生凝结, 上式可改写为
JPv/ 2 mkT(2-7)
式中, 为冷凝系数,一般 ≤1, P 为v 饱和蒸气压。
16
设蒸发材料表面液相、气相处于动态平衡,到达液 相表面的分子全部粘接而不脱离,与从液相到气相的 分子数相等,则蒸发速率可表示为

《真空镀膜技术》课件

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镀膜时间
镀膜时间过长或过短都会影响薄膜的 质量和性能,需要根据工艺要求进行 选择。
04
真空镀膜技术的研究进展
高性能薄膜材料的制备与应用
高性能薄膜材料的制备
随着科技的发展,真空镀膜技术已经能够制备出具有优异性能的薄膜材料,如金刚石薄膜、类金刚石 薄膜、氮化钛薄膜等。这些高性能薄膜材料在刀具、模具、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
详细描述
金属薄膜主要用于制造各种电子器件,如集 成电路、微电子器件、传感器等。通过在电 子器件表面镀制金属薄膜,可以起到导电、 导热、抗氧化等作用,提高电子器件的性能 和稳定性。此外,金属薄膜还可以用于制造
磁性材料,如磁记录介质、磁流体等。
功能薄膜的制备与应用
要点一
总结词
功能薄膜在真空镀膜技术中具有广泛的应用前景,可用于 制造各种新型材料和器件。
VS
面临的挑战
尽管真空镀膜技术具有广泛的应用前景和 巨大的发展潜力,但仍面临许多挑战和难 点。例如,如何提高薄膜的附着力和稳定 性、如何降低生产成本和提高生产效率等 。
05
真空镀膜技术的应用实例
光学薄膜的制备与应用
总结词
光学薄膜在真空镀膜技术中具有广泛应用, 主要用于提高光学器件的性能和降低光损失 。
光学领域
用于制造光学元件,如反射镜 、光学窗口等,提高其光学性 能和抗磨损能力。
建筑领域
用于建筑玻璃、陶瓷等材料的 表面装饰和防护,提高其美观 度和耐久性。
02
真空镀膜技术的基本原理
真空环境的形成与维持
真空环境的形成
通过机械泵、分子泵、离子泵等抽气 设备,将容器内的气体逐渐抽出,形 成真空状态。
关闭加热系统和真空泵, 完成镀膜过程。

电阻热蒸发真空镀膜机原理和使用PPT.ppt

电阻热蒸发真空镀膜机原理和使用PPT.ppt

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。
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。
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
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
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 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

《真空蒸发镀膜法》课件

《真空蒸发镀膜法》课件

供气系统
包括气体源、气体流量计、阀门等, 用于提供反应气体和控制气体流量。
蒸发源材料
金属蒸发源
如金、银、铜等,用于制备金属薄膜。
半导体蒸发源
如硅、锗等,用于制备半导体薄膜。
氧化物蒸发源
如氧化锌、氧化钛等,用于制备陶瓷薄膜。
其他蒸发源
如塑料、染料等,用于制备特殊用途的薄膜 。
基片材料
玻璃基片
常用于制备光学薄膜和建筑薄膜。
结果分析
数据对比分析
将实验数据与理论值进行对比,分析误差产生的原因。
实验误差分析
对实验过程中可能产生的误差进行了分析,如温度波动、气体不纯 等。
数据分析方法
采用了合适的统计分析方法,如平均值、方差等,对实验数据进行 了处理。
结果讨论与优化建议
结果讨论
对实验结果进行了深入讨论,分 析了影响镀膜质量的因素,如蒸 发源材料、基片温度等。
原理
在真空环境中,通过加热蒸发源,使 膜料气化,然后通过控制蒸发速率和 基材温度,使气态的膜料在基材表面 凝结形成致密的薄膜。
发展历程
01
02
03
04
19世纪末期
真空蒸发镀膜技术的概念开始 出现。
20世纪初期
实验性的真空蒸发镀膜设备被 研制出来。
1930年代
工业规模的真空蒸发镀膜技术 开始应用于生产。
《真空蒸发镀膜法》ppt课件
目录
CONTENTS
• 真空蒸发镀膜法简介 • 真空蒸发镀膜法设备与材料 • 真空蒸发镀膜法工艺流程 • 真空蒸发镀膜法实验操作 • 真空蒸发镀膜法实验结果与讨论 • 结论与展望
01 真空蒸发镀膜法简介
CHAPTER
定义与原理
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