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物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子,或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术, 物理气相沉积是主要的表面处理技术之一、/span>
PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类:真空蒸发镀膛/strong>?strong>真空溅射镀膛/strong>咋strong>真空离子镀膛/strong>、/span>
物理气相沉积的主要方法有9strong>真空蒸镀?strong>溅射镀膛/strong>?strong>电弧等离子体镀膛/strong>?strong>离子镀膛/strong>咋strong>分子束外廵/strong>等。相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机、/span>
随着沉积方法和技术的提升,物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等、/span>
物理气相沉积技术早?0世纪初已有些应用,但30年迅速发展成为一门极具广阔应用前景的新技术,并向着环保型、清洁型趋势发展、/span>
一:真空蒸镀
真空蒸镀是在真空条件下,将镀料靶材加热并蒸发,使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(或升华),并最终沉积在基体表面上的技术。在整个过程中,气态的原子、分子在真空中会经过很少的碰撞而直接迁移到基体,并沉积在基体表面形成薄膜、/span>
真空蒸镀分为:电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、激光束蒸镀、反应正空蒸镀、感应加热蒸镀:/span>
1、电阻蒸发:采用电阻加热蒸发源的蒸发镀膜技术,一般用于蒸发低熔点材料,如铝、金、银、硫化锌、氟化镁、三氧化二铬等;加热电阻一般采用钨、钼、钽等、/span>
优点:结构简单、成本低:/span>
缺点:材料易与坩埚反应,影响薄膜纯度;不能蒸镀高熔点的介电薄膜;蒸发率低;
2?/span>电子束蒸发:利用高速电子束加热使材料汽化蒸发,在基片表面凝结成膜的技术。电子束热源的能量密度可?04-109w/cm2,可达到3000℃以上,可蒸发高熔点的金属或介电材料如钨、钼、锗、SiO2、AL2O3等、/span>
电子束加热的蒸镀源有直枪型电子枪和e型电子枪两种(也有环行),电子束自源发出,用磁场线圈使电子束聚焦和偏转,对膜料进行轰击和加热、/span>
优点9span style="font-size: 16px; letter-spacing: 0.034em;">可蒸发任何材料;薄膜纯度高;直接作用于材料表面,热效率高:/span>
缺点9span style="font-size: 16px; letter-spacing: 0.034em;">电子枪结构复杂,造价高;化合物沉积时易分解,化学比失谂/span>
3、激光蒸发:采用高能激光束对材料进行蒸发,用以形成薄膜的方法,一般称为激光蒸镀、/span>
优点:薄膜纯度高:span style="font-size: 16px; letter-spacing: 0.578px; text-wrap: wrap;">蒸发速率高;特别适合蒸发成分复杂的合金或化合物,膜层的化学计量比与靶材保持一至/span>
缺点9/span>易产生微小颗粒飞溅,影响薄膜质量、/span>
4.感应加热蒸发9/span>利用高频电磁场感应加热,使材料汽化蒸发在基片表面凝结成膜的技术、/span>
优点9/span>蒸发速率大,可比电阻蒸发源大10倍左右;蒸发源的温度稳定,不易产生飞溅现象;坩埚温度较低,坩埚材料对膜导污染较少、/span>
缺点:蒸发装置必须屏蔽;造价高、设备复杂、/span>
二、离子镀
离子镀是在真空条件下,利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化,在气体离子或蒸发物质离子轰击作用下,把蒸发物质或其反应物蒸镀在工件上。其中包括磁控溅射离子镀、反应离子镀、空心阴极放电离子镀(空心阴极蒸镀法)、多弧离子镀(阴极电弧离子镀)等。离子镀把辉光放电、等离子技术与真空蒸镀技术结合在一起,不仅明显地提高镀层的各种性能,而且大大扩充了镀膜技术的应用范围。离子镀除兼有真空溅射的优点 ,还具有膜层的附着力强、绕射性好、可镀材料广泛等优点、/span>
离子镀分为:空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀:/span>
特点9/span>镀层附着性能好、绕镀能力强、镀层质量好、清洗过程简化、可镀材料广泛、/span>
三、溅射镀
溅射镀膜是指在真空条件下,利用获得功能的粒子(如氩离子)轰击靶材料表面,使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸的过程称为溅射。在真空条件下充入氩?Ar),并在高电压下使氩气进行辉光放电,可使氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)。氩离子在电场力的作用下,加速轰击以镀料制作的阴极靶极,靶材会被溅射出来而沉积到工件表面、/span>
被溅射的靶材沉积到基材表面,就称作溅射镀膜。溅射镀膜中的入射离子,一般采用辉光放电获得,?0-2Pa?0Pa范围,所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中易和真空室中的气体分子发生碰撞,导致运动方向随机化,使得沉积的膜易于均匀、/span>
溅射镀分为:二极溅射、三极四极溅射、射频磁控溅射、磁控溅射、反应溅射、离子束溅射:/span>
随着市场多元化的不断需求,从应用领域来看,真空镀膜几乎可以在任何基材上成膜,所以它的应用范围非常广泛,主要集中在机械制造加工业、汽车工业、医疗器械、消费电子、航空、新能源等行业、br style="outline: 0px;"/>
同时,为了打破技术壁垒,行业不断加强技术研究,促进计算机技术、微电子技术与真空镀膜技术的结合应用,进一步提高真空镀膜的产品性能,特别是对于产品的精确性、高效性、稳定性等方面的性能将会得到大幅度改善,而且技术的不断高端化将会促迚strong style="outline: 0px;">真空镀膛/strong>产品应用领域范围不断扩大、/span>
随着国家对环境保护的日益重视,真空镀膜的高性价比、低污染的特点将成为表面处理业内主流技术、/span>

