真空镀膜的现状与发展趋势
pvd真空渐变镀膜

PVD真空渐变镀膜1. 简介PVD(Physical Vapor Deposition)真空渐变镀膜是一种常用的表面处理技术,通过在真空环境中将固体材料蒸发或溅射到基材表面,形成一层薄膜。
这种技术广泛应用于各个领域,如光学、电子、医疗器械等。
本文将详细介绍PVD真空渐变镀膜的工艺、应用以及未来发展趋势。
2. 工艺流程PVD真空渐变镀膜的工艺流程包括以下几个主要步骤:2.1 清洗与预处理在进行镀膜之前,需要对基材进行清洗和预处理。
清洗可以去除表面的污染物和氧化层,提高镀膜的附着力。
预处理包括去除气体和水分,保证后续步骤在真空环境中进行。
2.2 蒸发或溅射源选择根据需要制备的薄膜材料,选择相应的蒸发或溅射源。
常见的源材料有金属、合金、氧化物等。
蒸发源通过加热使材料蒸发,溅射源则通过离子轰击使材料溅射到基材表面。
2.3 真空系统建立将基材和蒸发源或溅射源放置在真空室中,建立所需的真空环境。
通常使用机械泵和分子泵组成的真空系统,将压力降至10-6至10-8 mbar的范围。
2.4 蒸发或溅射过程开始加热或离子轰击蒸发源,使材料蒸发或溅射到基材表面。
通过控制温度、功率、气压等参数,可以调节镀层的厚度和性质。
2.5 混合气体控制在一些特殊的镀膜工艺中,需要添加混合气体来改变镀层的成分和性质。
混合气体可以通过质量流量控制器精确地加入到真空室中。
2.6 膜层监测与控制在镀膜过程中,需要对膜层进行实时监测和控制。
常用的方法包括光学薄膜监测仪、椭偏仪等。
通过反馈控制系统,可以实现对膜层厚度和光学性能的精确控制。
2.7 冷却与退火镀膜完成后,需要进行冷却和退火处理,以提高薄膜的致密性和结晶度。
冷却过程中要避免快速温度变化,以防止薄膜出现应力和裂纹。
3. 应用领域PVD真空渐变镀膜技术在各个领域都有广泛的应用,下面列举几个常见的应用领域:3.1 光学镀膜PVD真空渐变镀膜在光学领域中应用广泛。
通过控制材料的组分和厚度,可以实现对光的透射、反射和吸收特性的调控。
真空镀膜产业发展趋势分析

真空镀膜产业发展趋势分析真空镀膜是一种在真空环境下将金属、合金或化合物材料蒸发到基材表面,形成一层薄膜的技术。
在目前的工业应用中,真空镀膜已经成为一种重要的处理工艺,被广泛应用于电子、光学、纺织、建筑等领域。
本文将对真空镀膜产业的发展趋势进行分析。
一、市场需求分析1.1 电子行业需求增长:随着电子行业的高速发展,电子产品的种类与数量不断增多,对于真空镀膜技术的需求也越来越大。
例如,智能手机、平板电脑、电视等电子产品表面需要进行镀膜处理,以提高产品的外观质量和耐久性。
因此,电子行业对真空镀膜产业的需求将保持较高的增长趋势。
1.2 光学与光电行业需求增长:随着光学与光电行业的迅猛发展,光学镀膜技术成为关键的材料处理方法。
例如,光学元件、光学涂层、光学器件等产品需要进行精密的镀膜处理,以提高光学性能和产品质量。
因此,光学与光电行业对真空镀膜产业的需求也将持续增长。
1.3 建筑与装饰行业需求增长:随着人们对建筑与装饰品质要求的提高,越来越多的建筑和装饰产品需要进行表面镀膜处理,以增强产品的耐久性和美观度。
例如,不锈钢、陶瓷、玻璃等材料表面的镀膜处理,可以使其具有耐腐蚀、耐磨损、抗污染等特性,满足人们对高品质建筑和装饰的需求。
因此,建筑与装饰行业对真空镀膜产业的需求也将逐渐增长。
二、技术发展趋势分析2.1 镀膜材料多样化:随着材料科学与工程的发展,新型的镀膜材料不断涌现。
传统的金属、合金材料以及氧化物、氮化物材料已经广泛应用于镀膜技术中,但是随着应用领域的扩大和功能要求的提高,新型的功能材料开始进入镀膜领域,如金属有机框架材料、二维材料等。
这些材料具有较高的热稳定性、光学性能和化学稳定性,有望为真空镀膜技术带来新的突破。
2.2 镀膜技术精细化与智能化:随着工业自动化的发展,真空镀膜设备的操作系统也将越来越智能化。
传统的镀膜工艺流程往往需要经过多个步骤,操作繁琐。
而智能化的镀膜设备将会实现自动化、高效率的生产,提高镀膜工艺的精细化和稳定性。
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。
2024年镀膜市场需求分析

2024年镀膜市场需求分析1. 简介镀膜作为一种常见的表面处理技术,在各个行业中得到广泛应用。
通过在物体表面形成一层薄膜,可以改善其光学、机械、化学等性能,提升产品的品质和附加值。
本文将对镀膜市场的需求进行分析,从行业发展趋势、市场规模、消费者需求等方面进行探讨。
2. 行业发展趋势随着现代科技的不断进步和应用范围的扩大,对功能性材料和高性能产品的需求不断增长,进而推动了镀膜市场的发展。
以下是镀膜市场的几个发展趋势:2.1 高科技产品的广泛应用高科技行业中的产品,如手机、平板电脑、相机等,对于外观的要求越来越高,而镀膜技术能够实现对产品表面的改良,提升其外观质量和耐用性,因此在高科技产品制造行业中的需求较大。
2.2 绿色环保要求的提高在环保意识逐渐增强的背景下,市场对于低污染、环保型的镀膜技术需求不断增加。
一些传统的镀膜技术可能使用有毒或有害物质,在制造过程中会产生大量废液和废气,给环境带来一定的污染。
因此,能够符合环保要求的新型镀膜技术将会更受市场欢迎。
2.3 光学领域的应用拓展随着光学技术的快速发展,对于光学材料和器件的要求也越来越高。
镀膜技术在光学领域中有着广泛的应用,比如镜片、滤光片、反射镜等的制备。
随着光学行业的发展,对于高精度、高透明度的光学镀膜需求不断升高。
3. 市场规模目前,全球镀膜市场规模正在逐年扩大。
根据市场调研机构的数据显示,2019年全球镀膜市场规模达到XX亿美元,并预计在未来几年内会保持较快增长的态势。
3.1 地区市场分析目前,全球主要的镀膜市场集中在北美、亚太地区和欧洲。
其中,亚太地区是最大的市场,其次是北美地区。
亚太地区的市场规模受到了工业生产和消费需求的双重推动。
3.2 行业应用分析镀膜技术在各个行业中都有广泛的应用,主要包括电子、光学、汽车、航空航天、建筑等。
其中,电子领域的镀膜需求最为突出,包括电子元件、显示器件、半导体器件等。
4. 消费者需求4.1 产品性能提升消费者对于产品性能的要求越来越高,镀膜技术作为一种能够提升产品性能的手段受到了广泛的关注。
真空镀膜技术的现状及发展

真空镀膜技术的现状及发展薄膜是一种物质形态,它所使用的膜材料非常广泛,可以是单质元素或者化合物,也可以是无机材料或者有机材料。
薄膜与块状物质一样,可以是单晶态的,多晶态的或者非晶态的。
近年来功能材料薄膜和复合薄膜也有很大发展。
镀膜技术及薄膜产品在工业上的应用非常广泛,特别是在电子材料与元器件工业领域中占有及其重要的地位。
镀膜方法可以分为气相生成法,氧化法,离子注入法,扩散法,电镀法,涂布法,液相生长法等。
气相生成法又可分为物理气相沉积法,化学气相沉积法和放电聚合法等。
真空蒸发,溅射镀膜和离子镀等通常称为物理气相沉积法,是基本的薄膜制备技术。
它们都要求淀积薄膜的空间要有一定的真空度。
所以,真空技术是薄膜制作技术的基础,获得并保持所需的真空环境,是镀膜的必要条件。
真空系统的种类繁多。
在实际工作中,必须根据自己的工作重点进行选择。
典型的真空系统包括:获得真空的设备 (真空泵) ,待抽空的容器 (真空室) ,测量真空的器具(真空计) 以及必要的管道,阀门和其它附属设备。
1 真空蒸发镀膜法真空蒸发镀膜法是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或者份子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体 (称为衬底或者基片) 表面,凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸发镀膜又可以分为下列几种:1 .1 电阻蒸发源蒸镀法采用钽,钼,钨等高熔点金属,做成适当形状的蒸发源,其上装入待蒸发材料,让气流通过,对蒸发材料进行直接加热蒸发,或者把待蒸发材料放入氧化铝,氧化铍等坩锅中进行间接加热蒸发,这就是电阻加热蒸发法。
利用电阻加热器加热蒸发的镀膜机结构简单,造价便宜,使用可靠,可用于熔点不太高的材料的蒸发镀膜,特别合用于对镀膜质量要求不太高的大批量的生产中,迄今为止,在镀铝制镜的生产中仍然大量使用着电阻加热蒸发的工艺。
电阻加热方式的缺点是:加热所能达到的最高温度有限,加热器的寿命液较短。
近年来,为了提高加热器的寿命,国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料作为加热器。
pvd镀膜行业报告

pvd镀膜行业报告PVD镀膜行业报告。
PVD镀膜技术是一种在真空条件下将金属蒸发或溅射到基材表面形成薄膜的技术。
PVD镀膜广泛应用于汽车零部件、建筑装饰、工具刀具、电子产品等领域。
本报告将对PVD镀膜行业进行分析,包括市场规模、发展趋势、应用领域、技术发展等方面的内容。
市场规模。
PVD镀膜市场规模在过去十年中呈现出稳步增长的趋势。
据统计,2019年全球PVD镀膜市场规模达到了100亿美元,预计未来几年将继续保持5%左右的年均增长率。
其中,汽车零部件和电子产品是PVD镀膜的主要应用领域,占据了市场份额的大部分。
发展趋势。
随着汽车工业、电子工业的快速发展,PVD镀膜技术也得到了广泛的应用。
未来几年,PVD镀膜技术将继续向着高效、环保、智能化的方向发展。
同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,PVD镀膜技术也将不断创新,以满足市场对于高性能、多功能化的需求。
应用领域。
PVD镀膜技术在汽车零部件、建筑装饰、工具刀具、电子产品等领域都有着广泛的应用。
在汽车工业中,PVD镀膜技术可以提高零部件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,延长零部件的使用寿命。
在建筑装饰领域,PVD镀膜技术可以赋予建筑材料丰富的色彩和纹理,提高产品的附加值。
在工具刀具领域,PVD镀膜技术可以提高刀具的切削性能和耐磨性。
在电子产品领域,PVD镀膜技术可以提高电子元器件的导电性和光学性能。
技术发展。
随着PVD镀膜技术的不断发展,新的PVD镀膜设备和材料也不断涌现。
目前,常见的PVD镀膜设备包括磁控溅射、电子束物理气相沉积、离子束溅射等。
而常见的PVD镀膜材料包括金属薄膜、氮化物薄膜、碳化物薄膜等。
未来,随着新材料、新工艺的不断涌现,PVD镀膜技术将在材料选择、工艺优化等方面实现更大的突破。
结论。
PVD镀膜技术作为一种先进的表面处理技术,已经在多个领域得到了广泛的应用。
随着汽车工业、电子工业的快速发展,PVD镀膜技术的市场规模也将继续保持稳步增长。
未来,随着技术的不断创新和应用领域的不断拓展,PVD镀膜技术将在材料选择、工艺优化等方面实现更大的突破,为各行业提供更加高性能、多功能化的解决方案。
中国真空镀膜发展历程

中国真空镀膜发展历程近年来,中国真空镀膜技术取得了长足的发展,成为世界真空镀膜领域的重要参与者。
下面将为您详细介绍中国真空镀膜发展的历程。
一、起步阶段中国真空镀膜技术的起步可以追溯到上世纪五六十年代。
当时,中国刚刚走出封闭的国家发展阶段,开始与国际接轨。
为了满足国内工业发展的需要,中国开始引进先进的真空镀膜技术,培养专业人才,并建立了一批真空镀膜研究机构和实验室。
二、技术积累阶段在上世纪七八十年代,中国真空镀膜技术逐渐积累了一定的经验和实力。
通过国内外的合作交流和自主创新,中国真空镀膜技术开始向成熟阶段迈进。
在这一阶段,中国的真空镀膜技术主要应用于光学、电子、航空航天等领域,为国家经济发展做出了积极贡献。
三、创新突破阶段进入21世纪,中国真空镀膜技术取得了重大突破和创新。
在材料科学、光学材料、功能薄膜等方面,中国的真空镀膜技术达到了世界先进水平。
中国的科学家们通过不断实验和研究,成功开发出一系列高性能的真空镀膜设备和材料,填补了国内真空镀膜技术的空白。
四、应用拓展阶段随着技术的不断发展,中国真空镀膜技术的应用范围也在不断拓展。
除了传统的光学、电子领域外,真空镀膜技术还广泛应用于建筑、汽车、医疗等行业。
例如,在建筑领域,通过真空镀膜技术可以制备出具有隔热、防紫外线等功能的玻璃,提高建筑的能源利用效率和环境适应性。
五、国际合作与交流阶段中国真空镀膜技术的发展不仅受益于国内的创新和努力,也离不开与国际的合作与交流。
中国的科学家们积极参与国际真空镀膜技术的研究和标准制定,与世界各国的科研机构和企业建立了广泛的合作关系。
通过与国际合作伙伴的交流,中国真空镀膜技术得以不断提升和完善。
六、未来展望展望未来,中国真空镀膜技术将继续向更高层次迈进。
中国科学家们将继续加大研发力度,推动真空镀膜技术的创新和应用。
同时,加强国内外合作与交流,吸收国际先进技术,提高中国真空镀膜技术的国际竞争力。
相信在不久的将来,中国真空镀膜技术将取得更大的突破,为国家经济发展和科技进步做出更大的贡献。
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。
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真空镀膜的现状与发展趋势发布日期:2010-07-17 <<返回前一页--------------------------------------------------------------------------------薄膜是一种物质形态,它所使用的膜材料非常广泛,可以是单质元素或化合物,也可以是无机材料或有机材料。
薄膜与块状物质一样,可以是单晶态的,多晶态的或非晶态的。
近年来功能材料薄膜和复合薄膜也有很大发展。
镀膜技术及薄膜产品在工业上的应用非常广泛,尤其是在电子材料与元器件工业领域中占有及其重要的地位。
镀膜方法可以分为气相生成法,氧化法,离子注入法,扩散法,电镀法,涂布法,液相生长法等。
气相生成法又可分为物理气相沉积法,化学气相沉积法和放电聚合法等。
真空蒸发,溅射镀膜和离子镀等通常称为物理气相沉积法,是基本的薄膜制备技术。
它们都要求淀积薄膜的空间要有一定的真空度。
所以,真空技术是薄膜制作技术的基础,获得并保持所需的真空环境,是镀膜的必要条件。
真空系统的种类繁多。
在实际工作中,必须根据自己的工作重点进行选择。
典型的真空系统包括:获得真空的设备(真空泵),待抽空的容器(真空室),测量真空的器具(真空计)以及必要的管道,阀门和其它附属设备。
1.真空蒸发镀膜法真空蒸发镀膜法是在真空室中,加热蒸发容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,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸发镀膜又可以分为下列几种:1.1 电阻蒸发源蒸镀法采用钽,钼,钨等高熔点金属,做成适当形状的蒸发源,其上装入待蒸发材料,让气流通过,对蒸发材料进行直接加热蒸发,或者把待蒸发材料放入氧化铝,氧化铍等坩锅中进行间接加热蒸发,这就是电阻加热蒸发法。
利用电阻加热器加热蒸发的镀膜机结构简单,造价便宜,使用可靠,可用于熔点不太高的材料的蒸发镀膜,尤其适用于对镀膜质量要求不太高的大批量的生产中,迄今为止,在镀铝制镜的生产中仍然大量使用着电阻加热蒸发的工艺。
电阻加热方式的缺点是:加热所能达到的最高温度有限,加热器的寿命液较短。
近年来,为了提高加热器的寿命,国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料作为加热器。
据日本专利报道,可采用20%~30%的氮化硼和能与其相熔的耐火材料所组成的材料来制作坩锅,并在表面涂上一层含62%~82%的锆,其余为锆硅合金材料。
1.2 电子束蒸发源蒸镀法将蒸发材料放入水冷钢坩锅中,直接利用电子束加热,使蒸发材料气化蒸发后凝结在基板表面成膜,是真空蒸发镀膜技术中的一种重要的加热方法和发展方向。
电子束蒸发克服了一般电阻加热蒸发的许多缺点,特别适合制作熔点薄膜材料和高纯薄膜材料。
依靠电子束轰击蒸发的真空蒸镀技术,根据电子束蒸发源的形式不同,又可分为环形枪,直枪,e型枪和空心阴极电子枪等几种。
环形枪是由环形的阴极来发射电子束,经聚焦和偏转后打在坩锅内使金属材料蒸发。
它的结构较简单,但是功率和效率都不高,基本上只是一种实验室用的设备,目前在生产型的装置中已经不再使用。
直枪是一种轴对称的直线加速枪,电子从灯丝阴极发射,聚成细束,经阳极加速后打在坩锅中使镀膜材料融化和蒸发。
直枪的功率从几百瓦至几百千瓦的都有,有的可用于真空蒸发,有的可用于真空冶炼。
直枪的缺点是蒸镀的材料会污染枪体结构,给运行的稳定性带来困难,同时发射灯丝上逸出的钠离子等也会引起膜层的污染,最近由西德公司研究,在电子束的出口处设置偏转磁场,并在灯丝部位制成一套独立的抽气系统而做成直枪的改进形式,不但彻底干便了灯丝对膜的污染,而且还有利于提高枪的寿命。
e型电子枪,即270摄氏度偏转的电子枪克服了直枪的缺点,是目前用的较多的电子束蒸发源之一。
e型电子枪可以产生很多的功率密度,能融化高熔点的金属,产生的蒸发粒子能量高,使膜层和基底结合牢固,成膜的质量较好。
缺点使电子枪要求较高的真空度,并需要使用负高压,真空室内要求有查压板,这些造成了设备结构复杂,安全性差,不易维护,造价也较高。
空心阴极电子枪是利用低电压,大电流的空心阴极放电产生的等离子电子束作为加热源。
空心阴极电子枪用空心的钽管作为阴极,坩锅作为阳极,钽管附近装有辅助阳极。
利用空心阴极电子枪蒸镀时,产生的蒸发离子能量高,离化率也高,因此,成膜质量好。
空心阴极电子枪对真空室的真空度要求比e型电子枪低,而且是使用低电压工作,相对来说,设备较简单和安全,造价也低。
目前,在我国e型电子枪和空心阴极电子枪都已成功地应用于蒸镀及离子镀的设备中。
枪的功率可达10几万千瓦,已经为机械,电子等工业镀出了各种薄膜。
电子束蒸发源的有点为:1)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。
可以将高达3000度以上的材料蒸发,并且能有较高的蒸发速度;2)由于被蒸发的材料是置于水冷坩锅内,因而可避免容器材料的蒸发,以及容器材料与蒸镀材料之间的反应,这对提高镀膜的纯度极为重要;3)热量可直接加到蒸镀材料的表面,因而热效率高,热传导和热辐射的损失少。
1.3 高频感应蒸发源蒸镀法高频感应蒸发源是将装有蒸发材料的石墨或陶瓷坩锅放在水冷的高频螺旋线圈中央,使蒸发材料在高频带内磁场的感应下产生强大的涡流损失和磁滞损失(对铁磁体),致使蒸发材料升温,直至气化蒸发。
膜材的体积越小,感应的频率就越高。
在钢带上连续真空镀铝的大型设备中,高频感应加热蒸镀工艺已经取得令人满意的结果。
高频感应蒸发源的特点:1)蒸发速率大,可比电阻蒸发源大10倍左右;2)蒸发源的温度均匀稳定,不易产生飞溅现象;3)蒸发材料是金属时,蒸发材料可产生热量;4)蒸发源一次装料,无需送料机构,温度控制比较容易,操作比较简单。
它的缺点是:1)必须采用抗热震性好,高温化学性能稳定的氮化硼坩锅;2)蒸发装置必须屏蔽,并需要较复杂和昂贵的高频发生器;3)线圈附近的压强是有定值的,超过这个定值,高频场就会使残余气体电离,使功耗增大。
1.4 激光束蒸发源蒸镀法采用激光束蒸发源的蒸镀技术是一种理想的薄膜制备方法。
这是由于激光器可能安装在真空室之外,这样不但简化了真空室内部的空间布置,减少了加热源的放气,而且还可以完全避免了蒸发器对被镀材料的污染,达到了膜层纯洁的目的。
此外,激光加热可以达到极高的温度,利用激光束加热能够对某些合金或化合物进行“闪光蒸发”。
这对于保证膜的成分,防止膜的分馏或分解也是及其有用的。
但是,由于制作大功率连续式激光器的成本较高,所以它的应用范围有一定的限制,目前尚不能在工业中广泛应用。
2.溅射镀膜1842年格罗夫在实验室中发现了阴极溅射现象。
他室在研究电子管的阴极腐蚀问题时发现阴极材料会迁移到真空管壁上面去的现象。
从1870开始,就已经将溅射原理应用于薄膜的制备,但是,在过去的100多年中溅射工艺的发展很缓慢。
1940年以后,发现了溅射膜层具有极其优良的性能,同时改善溅射装置,提高溅射速率的各种新工艺相继出现并到达实用化的程度,这才使溅射技术迅速的发展,并在工业上广泛的应用。
所谓“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,通常称为溅射原子。
用于轰击靶的荷能粒子可能是电子,离子或中型粒子,因为离子在电场下易于加速并获得所需动能,因此大多采用离子作为轰击粒子。
该粒子又称入射离子。
由于直接实现溅射的机构是离子,所以这种镀膜技术又称为离子溅射镀膜或淀积。
溅射镀膜的方式很多,比较具有代表性的方法有:1)直流二极溅射。
构造简单,在大面积基板上可制取均匀薄膜,放电电流随压强和电压的改变而变化;2)三极或四极溅射。
可实现低气压,低电压溅射,可独立控制放电电流和轰击靶的离子能量。
可控制靶电流,也可进行射频溅射;3)磁控溅射(或高速,低温溅射)。
在与靶表面平行的方向上施加磁场,利用电场与磁场正交的磁控管原理,减少电子对基板的轰击,实现高速低温溅射;4)对向靶溅射。
两个靶对向放置,在垂直于靶的表面方向加磁场,可以对磁性材料等进行高速低温溅射;5)射频溅射。
为制取绝缘薄膜,如氧化硅,氧化铝,玻璃膜等而研制,也可溅射金属;6)反应溅射。
可制作阴极物质的化合物薄膜,如氮化钛,碳化硅,氮化铝,氧化铝等;7)偏压溅射。
镀膜过程中同时清除基片上轻质量的带电粒子,从而使基板中不含有不纯气体;8)非对称交流溅射。
在振幅大的半周期内对靶进行溅射,在振幅小的半周期内对基片进行离子轰击,清除吸附的气体,以获得高纯薄膜;9)离子束溅射。
在高真空下,利用离子束溅射镀膜,是非等离子体状态下的成膜过程。
靶接地电位也可;10)吸气溅射。
利用对溅射粒子的吸气作用,除去不纯物气体,能获得纯度高的薄膜。
科技发展愈来愈快,信息高速公路,数字地球等新概念的提出,影响和带动了全球高科技的发展,目前,生命科学,环保科技,材料科学和纳米科技使高科技重点研究的领域;纳米科技中又以纳米电子学为优先研究领域。
目前计算机和信息技术的基础使超大规模继承电路;但下个世纪的基本元件将是纳米电子集成电路。
它是微电子器件的下一代,有自己的理论,技术和材料。
现有微电子器件的主要材料是极纯的硅,锗等晶体半导体。
纳米电子器件有可能是以有机或无机复合晶体薄膜为主要原理,要求纯度更高,结构更完善。
真空制备的清洁环境,有希望加工组装出纳米电子器件所要求的结构。
总之,表面和薄膜科学,微电子器件及纳米技术等迅速发展,将使一起开发和检测方法体系研究成为真空镀膜技术中的发展重点;而电子束蒸发源将是真空镀膜技术中的一种重要的加热方法和发展方向。