真空蒸镀金属薄膜工艺
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
蒸镀工艺流程
蒸镀工艺流程蒸镀工艺是常用于表面处理的一种方法，主要用于制造高档产品的表面装饰或提高产品的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
下面将为大家介绍一下蒸镀工艺的具体流程。
首先，在蒸镀工艺之前，需要对要进行蒸镀的工件进行准备工作。
通常情况下，工件表面需要进行打磨、除油和清洗等处理，以确保表面的平整度和净度，以便于蒸镀过程的顺利进行。
接下来，将经过准备的工件放置在蒸镀设备中，这个设备通常包括一个真空腔室和一个电源系统。
首先，通过抽气系统将腔室内的空气抽取出来，形成一定的真空度。
在腔室内形成的真空度非常重要，因为它可以确保在蒸镀过程中工件表面不会与空气中的氧气、水蒸气等接触，从而避免氧化和污染。
当腔室内达到所需的真空度后，通过电源系统将蒸镀材料进行加热，使其蒸发并形成气态。
蒸镀材料通常是一些具有较高蒸发温度的金属或化合物，如银、铜、铝等。
在加热的过程中，蒸发材料会逐渐变成气态，然后通过腔室内的真空环境，沉积到工件表面上。
蒸镀材料从气态到固态的过程是一个凝聚的过程，也就是说，蒸发材料从气体状态转变成固体状态，将沉积到工件表面。
这种凝聚的过程可以形成一层均匀的薄膜，称为蒸镀层。
蒸镀层的厚度可以通过调节蒸镀温度、蒸镀时间和蒸镀速度等因素来控制。
蒸镀过程中，为了保证蒸镀层的质量和均匀度，通常还会采取一些辅助措施。
例如，可以在蒸发材料中加入一些激发剂，以提高蒸镀效果和均匀度。
另外，在蒸镀过程中，还可以通过旋转或倾斜工件，以使蒸镀层更加均匀。
最后，在完成蒸镀过程后，还需要对工件进行后续处理。
例如，可以对蒸镀层进行清洗、抛光、检验等工序，以确保蒸镀层的质量和使用性能。
总结起来，蒸镀工艺的流程包括工件准备、真空抽气、加热蒸发蒸镀材料、蒸镀层凝聚、辅助措施和后续处理等步骤。
通过严格控制每个步骤的参数和条件，可以获得高质量的蒸镀层，达到预期的表面效果。
蒸镀工艺在各种工业领域和科研领域都得到了广泛应用，为制造业的发展和进步做出了重要贡献。
蒸镀机原理和基本工作流程
蒸镀机原理和基本工作流程蒸镀机是一种常用的表面处理设备，主要用于在材料表面涂覆一层金属薄膜，以改善材料的表面性能和外观。
蒸镀技术是利用电子束或热阴极等方式将金属材料加热至一定温度，使其蒸发成蒸汽，然后在真空环境下沉积在待处理材料表面上。
下面将介绍蒸镀机的原理和基本工作流程。
蒸镀机的原理主要包括蒸发源、真空系统和基底加热系统。
蒸发源是将金属材料加热至蒸发温度的装置，通常采用电子束或热阴极来提供能量。
真空系统用于创造高度真空的环境，以确保金属材料蒸发后能够在无氧环境下沉积在基底表面。
基底加热系统则用于加热待处理材料，以提高金属薄膜的附着力和致密性。
蒸镀机的基本工作流程如下：首先，将待处理材料放置在真空腔室内，并通过真空系统将腔室抽成高度真空。
然后，通过蒸发源加热金属材料，使其蒸发成蒸汽。
蒸汽在真空环境中扩散并沉积在待处理材料表面上，形成金属薄膜。
同时，通过基底加热系统加热待处理材料，以提高金属薄膜的附着力和致密性。
整个过程需要控制蒸发源的温度、真空度和沉积时间等参数，以确保薄膜的质量和厚度符合要求。
蒸镀机在实际应用中具有广泛的用途，可以用于制备导电膜、防腐蚀膜、装饰膜等不同类型的功能薄膜。
通过控制不同金属材料的蒸发源和沉积条件，可以实现对薄膜成分、结构和性能的精确调控。
因此，蒸镀技术在电子、光学、材料等领域都有重要应用，为改善材料性能和拓展新功能提供了有效手段。
蒸镀机是一种重要的表面处理设备，通过将金属材料蒸发成蒸汽并沉积在待处理材料表面上，实现了对薄膜成分、结构和性能的精确控制。
蒸镀技术在电子、光学、材料等领域具有广泛应用前景，为材料表面改性和功能化提供了重要技术支持。
希望本文对蒸镀机的原理和工作流程有所了解，并能为相关领域的研究和应用提供参考。
蒸发法真空镀膜实验讲义
真空镀膜⏹实验目的掌握真空镀膜的原理和正确操作。
⏹实验原理薄膜材料制备及应用薄膜材料的制备是材料科学的一个分支，薄膜制备大体上分为：化学气相沉积(chemical vapor deposition ; CVD)–借助空间气相化学反应在衬底表面上沉积固态薄膜。
物理气相沉积(physical vapor deposition ; PVD)–用物理方法将源物质转移到气相中，在衬底表面上沉积固态薄膜。
主要包括：真空蒸发；溅射；分子束外延等方法。
其中，熔点低于2000K的金属才能用于蒸发镀膜，难熔金属应采用溅射法镀膜。
另外，由于有些金属会和蒸发源形成合金，故原则上每种镀材应有专用的蒸发源。
真空镀膜是将固体材料置于真空室内，在真空条件下，将固体材料加热蒸发，蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的内部空间中。
当把一些加工好的基板材料放在其中时，蒸发出来的原子或分子就会吸附在基板上逐渐形成一层薄膜。
真空镀膜有两种方法,一是蒸发,一是溅射。
本实验采用蒸发的方法，即在真空中把铝材加热蒸发，使其淀积在基片的表面上形成铝膜。
铝膜的优点和应用：–与硅基片、SiO2层、玻璃及陶瓷基片有较好的附着力，不易脱落。
–电导率高，与N型、P型硅的接触势垒低，容易形成欧姆接触。
–对抗蚀剂的选择性好，容易光刻和采用活性离子刻蚀。
–与金丝、铝丝的可焊性好，适宜于热压焊和超声焊。
–铝膜对气体有较好的阻隔性。
–铝膜富有金属光泽，可作为装饰涂层。
–铝膜反射率较高，可遮挡紫外线，可作为防紫外涂层。
–高纯度铝成本底，易于蒸发或溅射，可获得高纯度的铝膜。
●●真空系统(DM—300B镀膜机)●蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等●蒸发源选取原则1 有良好的热稳定性，化学性质不活泼，达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够低。
2 蒸发源的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度。
加热器要有足够大的热容量。
3 蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很低，不易形成合金。
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）
第6章 真空蒸镀PPT课件
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蒸发源的蒸发特性
镀料熔化后，若有沿蒸发源上扩展的倾向时，两者是浸润的。 反之，若在蒸发源上有凝聚而接近于形成球形的倾向时，是 不浸润的。
浸润－面蒸发源 不浸润－点蒸发源
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蒸发源的蒸发特性
点蒸发源与面蒸发源
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蒸发源的蒸发特性
点蒸发源与面蒸发源
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蒸发源
➢电子束蒸发源：结构型式
• e 型枪优点：
1）电子束偏转270度，避免了正离子对膜的影响。 2）吸收极使二次电子对基板的轰击减少。 3）结构上采用了内藏式阴极，既防止极间放电，又避免
了灯丝污染。 4）可通过调节磁场改变电子束的轰击位置。
• e 型枪缺点：设备成本高
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蒸发源
➢高频感应蒸发源
• 其突出的优点是能生长极薄的单晶膜层，且能够精确控制 膜厚、组分和掺杂。
• 适于制作微波、光电和多层结构器件。
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化合物膜的蒸镀
➢分子束外延 分子束外延设备
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化合物膜的蒸镀
➢分子束外延
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化合物膜的蒸镀
➢分子束外延
特点： • MBE可以严格控制薄膜生长过程和生长速率。 • MBE是一个超高真空的物理淀积过程，利用快门可对生长和中
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习题
1. 简述真空蒸镀制备薄膜的过程。 2. 点电阻蒸发源的材料要求有哪些？常用的电
阻蒸发源材料有哪几种？ 3. 何为分子束外延？请简述分子束外延的特点。
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➢反应蒸发法
许多化合物在高温蒸发过程中 会产生分解，例如直接蒸发 A12O3、TiO2等都会产生失氧， 为此宜采用反应蒸发。
真空镀铝薄膜的制作及常见问题的解决
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
真空镀铝薄膜的制作及常见问题的解决
真空镀铝薄膜如VMPET（聚酯镀铝）、VMBOPP（双向拉伸聚丙烯镀铝）、VMCPP（流延聚丙烯镀铝）、VMCPE（聚乙烯镀铝）、VMPVC(聚氯乙烯镀铝)等以优异的机械物理、导电及光学美学性能，被广泛地应用于食品、医药、种子、农药、通讯、电子、化工及军工等领域的包装材料。
随着新技术的开发与应用，镀铝薄膜及其延伸材料如KVMPET、KVMBOPP、VMPVC 等集高阻隔、卫生、无味、经济、环保等功能于一体，愈来愈受到市场及业内人士的青睐，被誉为软包装材料的一支奇葩。
本文就镀铝薄膜的制作工艺、质量检测及常见质量问题的解决方法，镀铝薄膜在储存、运输、使用过程中的注意事项与软包装同行共同探讨。
一．制作工艺
真空镀铝是在真空状态下，将铝金属加热熔融至蒸发，铝原子凝结
在高分子材料表面，形成极薄的铝层。
1．对基材的要求
真空镀铝要求基材表面清洁光滑、平整、厚度均匀；挺度和摩擦系
数适当；表面润湿张力大于38dyn/cm；热性能好，经得起蒸发源的热辐射和冷凝热的作用；基材含水量低于0.1%。
2．对设备的要求
要求真空系统的极限真空度达10-3pa，且不断工作，将膜卷放出的
气体抽出；抽真空时间小于20min；收、放卷张力恒定；冷却系统的工作温度在-15~35℃范围，制冷时间小于25min；膜卷收卷平整。
3．工艺要求
真空度不得低于10-3pa，以免出现褐色条纹或铝层厚度不均现象；
专注下一代成长，为了孩子。
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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真空蒸镀金属薄膜工艺
引言
真空蒸镀金属薄膜工艺是一种常见的表面处理技术，通过将金属材料升华成蒸
汽并沉积在基材表面，形成金属薄膜。
该工艺广泛应用于电子器件、光学镜片、装饰材料等领域。
本文将介绍真空蒸镀金属薄膜工艺的原理、操作流程以及其在各个领域的应用。
原理
真空蒸镀金属薄膜工艺基于物理气相沉积原理。
其主要包括以下几个步骤：
1.真空抽取：将工作室中的空气抽取，使得工作室内部达到较低的气压，
以降低蒸发金属与其他气体的相互作用。
2.金属材料蒸发：将金属材料（如铬、铝、铜、锌等）放置在加热器
中，通过加热使其升华成蒸汽。
3.沉积在基材表面：将基材（如玻璃、塑料、金属等）放置在蒸发金属
的正上方，蒸汽由高压向基材的表面沉积，形成金属薄膜。
4.金属膜厚控制：通过控制蒸发器的温度、蒸发时间以及蒸发速率等参
数，控制金属薄膜的厚度。
5.冷却和固化：使得金属薄膜在基材表面冷却和固化。
操作流程
真空蒸镀金属薄膜工艺的操作流程如下：
1.准备工作室和设备：清洁并准备工作室、真空泵、加热器、蒸发器等
设备，确保设备和环境干净。
2.安装基材：将待处理的基材固定在蒸发金属的上方，确保基材的表面
平整且无杂质。
3.抽取空气：通过打开真空泵，将工作室内的空气逐步抽出，直到达到
所需的真空度。
4.加热金属材料：将所选的金属材料放置在加热器中，通过控制加热器
的温度使金属材料升华成蒸汽。
5.控制蒸发速率：通过控制蒸发器的温度和加热器的功率，控制金属蒸
汽的蒸发速率。
6.沉积金属薄膜：使金属蒸汽沉积在基材表面，形成金属薄膜。
7.控制厚度和均匀性：通过控制蒸发时间和蒸发速率，控制金属薄膜的
厚度和均匀性。
8.冷却和固化：将基材从真空腔中取出，使金属薄膜冷却和固化。
9.检测和测试：对薄膜进行检测和测试，以确保其质量和性能。
应用领域
真空蒸镀金属薄膜工艺在各个领域都有广泛的应用，下面介绍其中几个典型应用领域：
电子器件
真空蒸镀金属薄膜工艺在电子器件制造中有重要作用。
它可以用于制备电极、导线、连线等金属薄膜，提高电子器件的导电性能和稳定性。
光学器件
在光学器件制造中，真空蒸镀金属薄膜工艺用于制备反射镜、滤光片、分光镜等光学薄膜。
通过控制金属薄膜的厚度和组成，可以实现对光的反射、透射和吸收的调控。
装饰材料
真空蒸镀金属薄膜工艺广泛应用于装饰材料的生产。
它可以制备出具有金属光泽和质感的金属薄膜，用于家具、家电、手表、首饰等产品的装饰。
其他领域
真空蒸镀金属薄膜工艺还应用于其他领域，如太阳能电池、模具涂层、防腐涂层等。
随着技术的进步，其应用领域还将不断扩大。
结论
真空蒸镀金属薄膜工艺是一种重要的表面处理技术，广泛应用于电子器件、光学器件、装饰材料等领域。
它基于物理气相沉积原理，通过将金属材料升华成蒸汽并沉积在基材表面，形成金属薄膜。
在操作流程上，需经过准备工作室和设备、抽取空气、加热金属材料、沉积金属薄膜、冷却和固化等步骤。
该工艺的应用领域广泛，包括电子器件、光学器件、装饰材料等。
随着技术的不断进步，真空蒸镀金属薄膜工艺将有更多的应用发展空间。