真空镀膜基础知识.共44页
真空镀膜技术基础篇
磁、绝缘和装饰等许多优于固体材料本身的优越性能，达到提高产品质量、延长 产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。因此真空镀膜技术被誉为 最具发展前途的重要技术之一 ，并已在高技术产业化的发展中展现出诱人的市
③膜和基体附着强度好，膜层牢固． ④不产生废液，可避免对环境的污染．
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二、真空镀膜技术及其特点
表一：镀膜方法比较
项目 电镀法
原理
待镀物件 镀膜材料
镀层
应用
操作条件
真空vacuum：在指定空间内，低于环境大气压力的气体状态。
真空度degree of vacuum：表示真空状态下气体的稀薄程度，通常用压力值来表示。
真空区域ranges of vacuum：真空区域大致划分如下：
真空区域
低真空 中真空 高真空 超高真空
压力
Pa 105～102 102～10-1 10-1～10-5 〈10-5
反应性真空溅射 reactive vacuum sputtering：通过与气体的反应获得理想化学成 分的膜层材料的真空溅射。
物理气相沉积；PVD physical vapor deposition：在真空状态下，镀膜材料经蒸发 或溅射等物理方法气化，沉积到基片上的一种制取膜层的方法。
化学气相沉积；CVD chemical vapor deposition：一定化学配比的反应气体，在特 定激活条件下（通常是一定高的温度），通过气相化学反应生成新的膜层材料沉积 到基片上制取膜层的一种方法。
真空镀膜基础知识
学校：龙岩学院院系：物理与机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 11级机械（本）1班姓名：柯建坤学号： 2011043523简介真空镀膜在真空中制备膜层，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。
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。
薄膜厚度可由数百埃至数微米。
膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。
对于大面积镀膜，常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。
从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程，以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。
蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。
蒸发镀膜的类型蒸发源有三种类型。
①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质（图1[蒸发镀膜设备示意图]）电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。
②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质。
③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于2000[618-1]）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。
蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。
为沉积高纯单晶膜层，可采用分子束外延方法。
生长掺杂的GaAlAs单晶层的分子束外延装置如图2[ 分子束外延装置示意图]。
《真空镀膜基础知识》PPT课件
☆☆☆涂装真空镀膜基础知识培训
整理课件
1
培训的五个阶段
真空镀膜的应用范围及应用现状 真空镀膜机原理 真空镀膜机设备图示 车灯镀膜基础流程 真空行业专业术语解释
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2
真空镀膜应用之范围：
光学
• 反射镜、增透膜、濾光片 • 天文望远镜、建筑玻璃、相机、灯具
电子电路 显示器 元件
整理课件
5
真空镀膜的原理
真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜的产 品，将被镀薄膜基材装在真空蒸镀机中，用真空泵抽真空， 使镀膜中的真空度达 到 1.3×10－2～1.3×10-3Pa,加 热坩锅使高纯度的铝丝（纯度99.99%）在 1200℃～ 1400℃的温度下溶化并蒸发成气态铝。气态铝微粒在移 动的薄膜基材表面沉积、经冷却还原即形成一层连续而光 亮的金属铝层。具体包括很多种类，包括真空离子蒸发， 磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。 主要思路是分成蒸发和溅射两种。 需要镀膜的被成为基片 或基材，镀的材料（金属材料可以是金、银、铜、锌、铬、铝等，其
• 导电膜、绝缘膜、保护膜 • 逻辑元件、运算器、磁片、CCD • 透明导电膜、摄像管导电膜 • LCD、录像磁头 • 蒸发镍、铝、金属陶瓷 • 电阻、电容、影印机硒鼓
纺织品
• 装饰膜 • 金属花纹、金丝银丝线
模具 消费用品
• 刀具超硬膜
• 级面板、扶手、栏杆、不锈钢薄板、手机外 壳、香烟纸
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镀SIO保护膜
离子轰击
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10
来料检验
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11
净化除油
净化除油：使用 特殊的除油剂对 塑料制品进行除 油。
使用方法：将适 量的除油剂注入 容器内，先浸泡 1-3min，然后使 用干净除尘布对 塑料制品擦拭， 擦拭时间是产品 大小而定
真空镀膜技术简介
5.现状 5.现状
由于真空镀膜起步较晚，又受真空技术的限制，前期发展较慢， 属于新的技术。目前，国外一些发达的国家应用较为广泛。国内起步 更晚，受技术的限制，应用范围较少，潜力较大，待进一部开发。
（二）
1.常用的镀膜设备（外形） 1.常用的镀膜设备（外形） 常用的镀膜设备 1.1. 电镀法、化学镀法一般是以槽体流水线的形式进行的，设 备较为大型，昂贵。 1.2. 箱式真空镀膜机（立式）：单门、双门。 1.3. 卷绕式真空镀膜机（卧式）。 1.4. 间歇式镀膜机（立式）：两箱、三箱。 1.5. 大型镀膜流水线：根据客户要求进行设计。 这里没有涉及CVD镀膜设备 这里没有涉及CVD镀膜设备
4.真空蒸镀镀膜机的相关参数和结构1 4.真空蒸镀镀膜机的相关参数和结构 真空蒸镀镀膜机的相关参数和结构1
4.1. 真空蒸镀镀膜机的相关参数 4.1.1. 真空室尺寸 4.1.2. 最高加热温度 4.1.3. 高、低真空泵抽速 4.1.4. 膜厚控制精度 4.1.5. 蒸发器的参数 4.1.6. 离子源的参数 4.1.7. 连续镀层和时间 4.1.8. 充气系统的参数 4.1.9. 深冷的参数 4.1.10. 操作系统、软件 另外：冷却水、压缩空气、电 量
内容概要
（二）.镀膜的设备
1.常见的镀膜设备 1.常见的镀膜设备 2.常见的真空镀膜机 2.常见的真空镀膜机 3.各国的真空镀膜机的现状 3.各国的真空镀膜机的现状 4.真空蒸镀镀膜机的相关参数和结构 4.真空蒸镀镀膜机的相关参数和结构
（三）.真空镀膜的工艺
1.工艺参数 1.工艺参数 2.塑料件真空镀膜工艺流程 2.塑料件真空镀膜工艺流程 3.镀膜制品的品质参数 3.镀膜制品的品质参数
3.定义2 定义2
电子束加热蒸镀是将膜料放入水冷铜坩埚中，利用高能量密度的 电子束加热，使膜料熔融气化并凝结在基体表面成膜。 为了改善附着力，增加膜的致密性，镀膜前，镀膜过程中辅助离 子束进行轰击的镀膜方法称为离子束辅助蒸镀。
培训系列之真空镀膜技术基础
真空镀膜技术的材料
金属材料：如金、银、铜等，具有良好的导电性和反射性
非金属材料：如碳、氮、氧等，可以用于制造各种薄膜
陶瓷材料：如氧化铝、氧化硅等，具有较高的硬度和耐腐蚀性
玻璃材料：如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等，具有较好的透过性和化学 稳定性
高分子材料：如聚乙烯、聚四氟乙烯等，具有较好的柔韧性和耐候性
真空镀膜技术的基本原理是利用 物理或化学方法，将材料从蒸发 源或溅射源中蒸发或溅射出来， 然后在真空中沉积到基底表面。
空镀膜技术的应用领域
光学应用：提高光学元件的 透过率和反射率
电子应用：提高电子元件的 导电性和绝缘性
装饰应用：为金属表面赋予 美丽的外观和耐腐蚀性
机械应用：提高机械零件的 硬度和耐磨性
薄膜质量高：真空镀膜技术可以获得高质量的薄膜，具有高纯度、高密度和良好的 均匀性。
适用范围广：真空镀膜技术可以应用于各种材料表面，如金属、陶瓷、玻璃等，并 且可以制备多种功能的薄膜，如金属膜、介质膜、半导体膜等。
操作简便：真空镀膜技术操作简单，易于控制，可以连续稳定地生产高质量的薄膜。
环保性好：真空镀膜技术是一种环保型的生产技术，不会产生有害物质，对环境和 人体健康没有负面影响。
真空技术：真空镀膜技 术的基本原理是利用真 空技术，在真空环境下 进行薄膜的沉积。
薄膜沉积：在真空环境 下，通过蒸发、溅射、 化学气相沉积等方法， 将材料沉积在基底表面 形成薄膜。
物理过程：薄膜的 沉积过程涉及物理 和化学过程，如分 子运动、表面吸附、 化学反应等。
薄膜特性：真空镀膜技 术可以制备出具有优异 性能的薄膜，如高硬度、 高耐磨性、高耐腐蚀性 等。
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真空镀膜技术基 础
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真空镀膜技术基础
1.玻璃衰减器 2.透镜 3.光圈 4.光电池 5.分光器 6.透镜 7.基片 8.探头 9.靶 10.真空室 11.激光器
图2-10 激光加热式蒸发源
2.3 真空蒸发镀膜机
2.3.1 间歇式真空蒸发镀膜机
1) 立式真空蒸发镀膜机 2) 卧式真空蒸发镀膜机
4）由于在低电压大电流状态下工作，因此较 安全且易于自动控制；
5）阴极寿命长、结构简单。
1.冷却水套 2.空心阴极 3.辅助阳极 4.聚束线圈 5.枪头 6.膜材 7.坩埚 8.聚焦磁场 9.基片
图2-9 空心阴极等离子体电阻式加热式蒸发源
2.2.5 激光加热式蒸发源
---工厂不用，加工精密特殊功能的材料用
真空溅射镀膜
在真空条件下，利用低压等离子体气体 放电中的溅射现象制备薄膜，即真空溅射镀 膜。
图3-1 离子轰击固体表面时发生的物理过程
与溅射率有关的因素
溅射率与靶材有关 溅射率与入射正离子的能量有关 溅射率与入射离子的种类有关 溅射率与离子入射角有关 溅射率与靶材温度有关
溅射镀膜特点
（2）被蒸发材料置于水冷铜坩锅内，可避免坩 埚材料污染，可制备高纯薄膜；
（3）电子束蒸发粒子动能大，有利于获得致密、 结合力好的膜层。
电子束加热蒸发的缺点：
（1）结构较复杂，设备价格较昂贵； （2）若蒸发源附近的蒸气密度高，电子束流和
蒸气粒子之间会发生相互作用，电子的能 量将散失和轨道偏移；同时引起蒸气和残 余气体的激发和电离，会影响膜层质量。
图3-2 直流二极溅射装置原理图
3.2.2 直流三极或四极溅射
1）直流三极溅射
三极溅射中的三极是指阴极、阳极和靶极。 直流三极溅射是在二极溅射装置中引入热灯丝 阴极和与之相对的阳极，灯丝阴极连接机壳接 地（规定电位为零），阳极为50 ～100V。
真空镀膜方面的基础知识
真空镀膜技术深圳微普真空系统集成有限公司真空“真空”这一术语译自拉丁文Vacuo，其意义是虚无。
其实真空应理解为气体较稀薄的空间。
在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。
真空状态下气体稀薄程度称为真压力的气体状态统称为真空真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
真空技术是基本实验技术之自从真空技术是基本实验技术之一。
自从1643年托里拆利做了著名的有关大气压力实验，发现了真空现象以后，真空技术迅速发展。
现在，真空技术已经成为一门独立的前言学科。
它的基本内容包括：真空物理、真空的获得、真空的测量和检漏、真空系统的设计和计算等。
随着表面科学、空间科学高能粒子加速器、微电子学、薄膜技术、冶金工业以及材料学等尖端科技的发展，真空技术在近代尖端科学技术中的地位越来越重要。
真度单位真空量度单位1标准大气压=760mmHg=760(Torr) 1标准大气压=1.013x105Pa1Torr1333Pa1Torr=133.3Pa真空区域的划分目前尚无统一规定，常见的划分为：35−−粗真空低真空)10760(1010Torr pa )1010(1010313Torr pa −−−−高真空)1010(10108361Torr pa −−−−−−超高真空极高真空)1010(1010128106Torr pa −−−−−−)10(101210Torr pa −−<<真空获得—真空泵1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。
的马德堡半球试验原理：当泵工作后，形成压差，p1>p2，实现了抽气。
真空泵的分类气体传输泵:是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。
气体捕集泵:是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子筛结在泵内表面的真空泵例如分子筛吸附泵、鈦升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。
镀膜基础知识简介
三、ITO作导电膜简介 ITO作导电膜简介
Ultimate in Vacuum since 1952
第21页 页
掺锡氧化铟（即Indium Tin Oxide, 简称ITO）材料是一种n型半导体材料，由于具有高的导电 率、高的可见光透过率、高的机械硬度和化学稳定性，因此它是液晶显示器（LCD）、等离子显 示器（PDP）、电致发光显示器（ EL/OLED）、触摸屏（Touch Panel）、太阳能电池以及其它电子仪 表的透明电极最常用的材料。 ITO的结晶结构：
爱发科光电薄膜科技（深圳）有限公司
溅射电源系统
Ultimate in Vacuum since 1952
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DC电源 电源 可镀材料 靶材形状 频率 结构 可靠性 设备价格 导电材料ITO ，金属 导电材料 平面单靶 0 hz 简单 好 便宜
RF电源 电源 非导电材料SiO2 非导电材料 平面单靶 13.65 Mhz 复杂 较好 贵
第16页 页
1.For a higher rate, ☆Arrange two MGs in a row.
・Because ITO is a sintering-type target, a sinteringtarget gets damaged with power density increase. ↓ ・ Applying power is increased; therefore, two MGs are provided in order to prevent power density increase to an erosion.
载车滚轮
ULVAC设计 ULVAC设计
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爱发科光电薄膜科技（深圳）有限公司