真空镀膜知识培训

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。
③电子枪真空镀：在真空环境中，灯丝经
加热发射热电子，受束极及阳极加速变
成带状高能电子束。在偏转磁场作用下 电子束旋转270°角入射到坩埚靶材上， 其能量达到一万电子伏特，传递给靶材 实现电能→热能转换，在电子束轰击区 域内，靶材表面温度迅速升高及熔化直
至蒸发。称为电子枪真空镀。通常也称 之为光学镀膜。
真空镀膜知识培训
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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“真空度高”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
极)和金属靶材(阴极)之间加上高压直流
射 电，由于辉光放电产生的电子激发惰性 法 气体，产生等离子体。等离子体将金属
注:1托=133.322pa 1pa=7.5×10-3托
三、什么叫作真空镀膜技术：
在真空条件下利用某种方法，在固 体表面上镀一层与基体材料不同的薄层 材料，也可以利用固体本身生成一层与 基体不同的薄层材料。这就是真空镀膜 技术。在固体表面上镀上一层薄膜，就 能使该基体材料具有许多新的物理和化 学性能。因此，真空镀膜技术又称表面 改性技术。
真空蒸发镀膜法与磁控溅射镀膜法比较
真空镀膜方式
表面
镀前处理 离子穿透深度
处理过程 材料镀膜
离子 中性激发电子 热中性粒子
可选用 难于选用
可镀基材 附着力
优、缺点 应用
蒸发镀膜
磁控溅射镀膜
基材上底涂层、真空脱气 基材上底涂层，真空脱气
只在表面附着
有一定深度的穿透
—— —— 100% 金属 蒸汽压特别低的金属、化 合物等材料
镍-铁，铁-钴，金-银-金等。金属化合物型的镀 膜材料有：SiO2 、 Ti3O5 、 SnO2 、MgF2 、 ZnS等。 在众多镀膜材料中，以铝材的应用最多，这是因 为铝在真空条件下，蒸发湿度较低，易操作。铝镀膜 层对塑料的附着力强，富有金属光泽；铝镀膜层还能 够遮蔽紫外线，对气体阻隔性也很好。另外，高纯度 的铝价格比较便宜，这是其他镀膜材料所不及的。铝 的反射率高，厚度40nm铝镀膜层的反射率达90%。
四、真空镀膜分为哪几种：
①蒸发真空镀：在真空条件下，将材料加热并蒸 发到基片上，称为真空蒸发镀。
②溅射真空镀：利用各种材料在气相间、气相和 固体基体表面间所产生的物理、化学过程而沉积 薄膜的方法。它又可以分为物理气相沉积。物理 气相沉积可分为利用加热膜材而产生热蒸发沉积、 利用气体放电产生的正离子轰击阴极（靶材）所 产生的溅射沉积、将蒸发和溅射结合起来的离子 镀以及分子束外延。我们称之为溅射真空镀。
金属、塑料、玻璃等
＜0.1% ＜10% ＜90%
金属、非金属 易分解或蒸汽压较高的 金属、化合物等材料
金属、塑料、玻璃等
略差
略差~较好
可镀基材广泛，附着力差 可镀基材广泛，在低温 可镀多种合金膜
装饰膜、光学膜、电学膜、 装饰膜、光学膜、电学
磁性膜等
膜、磁性膜等
六、真空镀膜材料
真空镀膜材料即是通过真空镀膜技术镀到 基材上的成膜材料，以金属和金属氧化物为主。 镀膜材料的性质直接关系到真空镀膜的质量和性 能，镀膜材料不同，厚度不同，所得镀膜层性能 和色泽也不一样。如镀铝层的连续性好于银、铜 镀膜层，镀层厚度达到0.9nm即可导电，达到 30nm时，其性能就和固态铝材相同。银镀层小于 5nm时不能导电，铜镀层对基材附着力较差，且容 易被氧化。真空镀膜材料品种繁多，单金属型镀膜 材料有：铝、锡、铟、钴、镍、铜、锌、银、金、 钛、铬、钼、钨等。合金型的镀膜材料有镍-铬，
七、基材适镀性特征
真空镀膜虽然适合的基材种类很多，但仍 以塑料或其他高分子材料基材为主，原则上， 绝大多数的聚合物材料都可用于真空镀膜。因 聚合物材料的本身的品种较多，性能相差较 大，对真空镀膜的适应性也可能不同。作为真 空镀膜的塑料基材，其最基本的性能应包括附 着性能、真空放气量和耐热性等几方面指标。
五、真空镀膜工艺
根据真空镀膜气相金属产生和沉积 方式，塑料真空镀膜的方法主要分为热 蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法。
蒸发镀膜和磁控溅射镀膜工艺的示意图：
基材 窗
泵 蒸发镀
靶 蒸发源
等离子体
气体
泵 溅射镀
电源 基材
真空蒸发镀膜法
真空蒸发镀膜法就是在1.3×10-2~ 1.3×10-3pa (10-4~10-5Torr)的真空中以电阻加热镀膜材料，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。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。
靶材的原子轰出，沉积在塑料基材上。
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。