真空度对真空镀膜的影响?

核心提示真空度高,则真空镀膜质量较好。各种镀膜技术都需要有一个蒸发源或靶子,以便把蒸发制膜的材料转化成气体。由于源或靶的不断改进,大大扩大了制膜材料的选用范围,无论是金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷或有机物质,都可以蒸镀各种金属膜和介质膜,而且还

真空度高,则真空镀膜质量较好。

各种镀膜技术都需要有一个蒸发源或靶子,以便把蒸发制膜的材料转化成气体。由于源或靶的不断改进,大大扩大了制膜材料的选用范围,无论是金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷或有机物质,都可以蒸镀各种金属膜和介质膜,而且还可以同时蒸镀不同材料而得到多层膜。

以真空技术为基础,利用物理或化学方法,并吸收电子束、分子束、离子束、等离子束、射频和磁控等一系列新技术,为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。

简单地说,在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射,使其在被涂覆的物体(称基板、基片或基体)上凝固并沉积的方法即为真空镀膜。

扩展资料

制备硬质反应膜大多以物理气相沉积方法制得,它利用某种物理过程,如物质的热蒸发,或受到离子轰击时物质表面原子的溅射等现象,实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。

物理气相沉积技术具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材广泛、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点。

同时,物理气相沉积技术由于其工艺处理温度可控制在500℃以下,因此可作为最终的处理工艺用于高速钢和硬质合金类的薄膜刀具上。

由于采用物理气相沉积工艺可大幅度提高刀具的切削性能,人们在竞相开发高性能、高可靠性设备的同时,也对其应用领域的扩展,尤其是在高速钢、硬质合金和陶瓷类刀具中的应用进行了更加深入的研究。

化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体,借助气相作用或基体表面上的化学反应,在基体上制出金属或化合物薄膜的方法,主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有CVD和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。

百度百科-真空镀膜

真空镀膜的黏附性比较差,容易脱落

电镀的种类很多,你说的电镀是否是水电镀?

水电镀的膜厚比真空溅镀的厚,水电镀膜厚一般为15~20UM,真空电镀

的膜厚一般为0.5~2UM.水电镀的化学液不同会有不同的色彩。

真空电镀的靶材不同镀膜颜色不同,真空电镀的功率,真空等级不同会有颜色的变化。

溅镀

溅镀是利用氩离子轰击靶材,击出靶材原子变成气相并析镀于基材上。溅镀具有广泛应用的特性,几乎任何材料均可析镀上。

1) 溅镀的优点与限制

i) 优点

a) 无污染

b) 多用途

c) 附着性好

ii) 限制

a) 靶材的制造受限制

b) 靶材的受损,如陶瓷靶材,限制了使用能量的范围

c) 析镀速率低

2) 溅镀系统

i) 分类

a) 平面两极式:靶材为负极,基材为正极

b) 三极式:由阳极,阴极,外加电子源等三种电极所组成的系统。外加电子源产生电场加速正极离子化的气体分子。三极式系统不能使用于反应性溅镀,因为电子会影响反应气体与污染灯丝。

c) 磁控溅镀:利用磁场作用提高溅镀速率

d) 反应溅镀:将反应性气体导入真空腔中,并与金属原子产生化合物以镀着。

ii) 电流的分类

a) 直流电溅镀-应用于导电基材与镀层

b) 交流(或射频)电溅镀-应用于导电或非导电基材与镀层

3) 溅镀系统组合

i) 靶材

在溅镀时,经电浆中的正离子轰击,而析镀于基材的镀层材料;靶材通常是阴极。

ii) 溅镀的通量

溅镀时的通量即为溅镀原子的流量。流量原子的组成与经冷却,且未产生内扩散的靶材相同。同一靶材的所有材料之溅镀速率大致相同。(然而,蒸镀的蒸镀速率并不同)。

iii) 接地屏蔽

将离子局限于仅轰击与溅镀靶材;避免靶材夹治具被溅击。屏蔽与靶材之间的距离必须小于暗带(dark space)的厚度,因此,在高频(13.5MHz)或高压使用时,此距离较近。

iv) 挡板

设置在两个电极之间的活动板。通常溅击清洁靶材(靶材可能会在装载或操作时受到大气的污染)时移置于靶材与基材之间。

v) 靶材的冷却

当外加能量输入系统,会使靶材的温度提高,并损坏靶材与夹治具的结合,因此必须冷却。一般靶材都是用水冷却之。

vi) 基材温度的控制

利用电阻与光源等加热。一般而言,基材的表面温度会因辉光放电,而高于块材。

4) 绝缘体的溅镀

绝缘薄膜可利用射频溅镀或反应溅镀。若采用直流电溅镀,将迅速造成表面电荷堆积而无法溅镀。

i) 射频电溅镀(RF Sputtering)

使用频率为13.56 MHz的射频电源,使靶材与镀层表面能被离子与电子交替的轰击,以避免电荷的堆积。

ii) 射频溅镀的优点

a) 电子轰击离子化的效率增高,且操作压力比较低(<1mtorr)

b) 减少电弧(电弧的产生是由于粉尘或加热蒸发的气体)

iii) 反应溅镀(Reactive spuutering)

将反应性气体加入氩气中,如Ar + H2S,而与溅镀原子,如镉形成硫化镉。(例如,在氩气加氮气的环境下溅镀钛,会形成氮化钛)。其可为直流电或射频反应溅镀。

5) 磁控溅镀(Magnetron Sputtering)

"Magnetron"意指"磁化的电子"(Magnetical Electron)

i) 优点与缺点

磁控溅镀虽会增加溅镀速率,相对地,亦会加速靶材的损耗。由于基材与电浆间的距离较大,使基材较远离电浆可在低的工作温度进行溅镀。

ii) 操作方法

由垂直的电场和磁场的结合组成。由于电磁的交互作用,促进电子集中于靶材附近,以提升离子化效应如下图所示。

a) 磁场会使负极表面形成电子的聚集处,离子会因受限的电子源的静电效应而聚集。

b) 电子能有效聚集于靶材的表面,使离子化效率提高并提高溅镀速率。

 
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