PVD鍍膜工藝的原理及應用
2019-01-11 來(lái)自: 肇慶高要區恒譽(yù)真空技術(shù)有限公司 瀏覽次數:1313
PVD真空鍍膜是在真空中將鈦、金、石墨、水晶等金屬或非金屬、氣體等材料利用濺射、蒸發(fā)或離子鍍等技術(shù),在基材上形成薄膜的一種表面處理過(guò)程。與傳統化學(xué)鍍膜方法相比,真空鍍膜有很多優(yōu)點(diǎn):如對環(huán)境無(wú)污 染,是綠色環(huán)保工藝;對操作者無(wú)傷害;膜層牢固、致密性好、抗腐蝕性強,膜厚均勻。真空鍍膜技術(shù)中經(jīng)常使用的方法主要有:蒸發(fā)鍍膜(包括電弧蒸發(fā)、電子槍蒸發(fā)、電阻絲蒸發(fā)等技術(shù))、濺射鍍膜(包 括直流磁控濺射、中頻磁控濺射、射頻濺射等技術(shù)),這些方法統稱(chēng)物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition), 簡(jiǎn)稱(chēng)為PVD。
與之對應的化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition)簡(jiǎn)稱(chēng)為CVD技術(shù)。行業(yè)內通常所說(shuō)的“IP”(ion plating)離子鍍膜,是因為在PVD技術(shù)中各種氣體離子和金屬離子參與成膜過(guò)程并起到重要作用,為了強調離子的作 用,而統稱(chēng)為離子鍍膜。真空鍍膜是一種產(chǎn)生薄膜材料的技術(shù)。在真空室內材料的原子從加熱源離析出來(lái)打到被鍍物體的表面上。此項技術(shù)用于生產(chǎn)激光唱片(光盤(pán))上的鋁鍍膜和由掩膜在印刷電路板上鍍金屬膜。在真空中制備膜層,包括鍍制晶態(tài)的金屬、半導體、絕緣體等單質(zhì)或化合物膜。雖然化學(xué)汽相沉積也采用減壓、低壓或等離子體等真空手段,但一般真空鍍膜是指用物理的方法沉積薄膜。真空鍍膜有三種形式,即蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍.蒸發(fā)鍍膜 通過(guò)加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在固體表面,稱(chēng)為蒸發(fā)鍍膜。這種方法早由M.法拉第于1857年提出,現代已成為常用鍍膜技術(shù)之一。蒸發(fā)物質(zhì)如金屬、化合物等置于坩堝內或掛在熱絲上作為蒸發(fā)源,待鍍工件,如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩堝前方。待系統抽至高真空后,加熱坩堝使其中的物質(zhì)蒸發(fā)。蒸發(fā)物質(zhì)的原子或分子以冷凝方式沉積在基片表面。薄膜厚度可由數百埃至數微米。膜厚決定于蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率和時(shí)間(或決定于裝料量),并與源和基片的距離有關(guān)。對于大面積鍍膜,常采用旋轉基片或多蒸發(fā)源的方式以保證膜層厚度的均勻性。從蒸發(fā)源到基片的距離應小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程,以免蒸氣分子與殘氣分子碰撞引起化學(xué)作用。蒸氣分子平均動(dòng)能約為0.1~0.2電子伏。