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真空鍍膜的三種種類

來源:林上科技   發布時間:2012/3/26 22:26:03  浏覽:

  真空鍍膜有三種形式:
      1:蒸發鍍膜
      2:濺射鍍膜
      3:離子鍍

   一:蒸發鍍膜 

   通過加熱蒸發某種物質使其沉積在固體表面,稱為蒸發鍍膜。這種方法最早由M.法拉第于1857年提出,現代已成為常用鍍膜技術之一。
   蒸發物質如金屬、化合物等置于坩埚内或挂在熱絲上作為蒸發源,待鍍工件,如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系統抽至高真空後,加熱坩埚使其中的物質蒸發。蒸發物質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。膜厚決定于蒸發源的蒸發速率和時間(或決定于裝料量),并與源和基片的距離有關。對于大面積鍍膜,常采用旋轉基片或多蒸發源的方式以保證膜層厚度的均勻性。從蒸發源到基片的距離應小于蒸氣分子在殘餘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作用。蒸氣分子平均動能約為0.1~0.2電子伏。
   蒸發源有三種類型。
   ①電阻加熱源:用難熔金屬如鎢、钽制成舟箔或絲狀,通以電流,加熱在它上方的或置于坩埚中的蒸發物質電阻加熱源主要用于蒸發Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。
   ②高頻感應加熱源:用高頻感應電流加熱坩埚和蒸發物質。
   ③電子束加熱源:适用于蒸發溫度較高(不低于2000[618-1])的材料,即用電子束轟擊材料使其蒸發。
   蒸發鍍膜與其他真空鍍膜方法相比,具有較高的沉積速率,可鍍制單質和不易熱分解的化合物膜。

   二:濺射鍍膜 

    用高能粒子轟擊固體表面時能使固體表面的粒子獲得能量并逸出表面,沉積在基片上。濺射現象于1870年開始用于鍍膜技術,1930年以後由于提高了沉積速率而逐漸用于工業生産。通常将欲沉積的材料制成闆材——靶,固定在陰極上。基片置于正對靶面的陽極上,距靶幾厘米。系統抽至高真空後充入 10~1帕的氣體(通常為氩氣),在陰極和陽極間加幾千伏電壓,兩極間即産生輝光放電。放電産生的正離子在電場作用下飛向陰極,與靶表面原子碰撞,受碰撞從靶面逸出的靶原子稱為濺射原子,其能量在1至幾十電子伏範圍。濺射原子在基片表面沉積成膜。與蒸發鍍膜不同,濺射鍍膜不受膜材熔點的限制,可濺射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等難熔物質。濺射化合物膜可用反應濺射法,即将反應氣體 (O、N、HS、CH等)加入Ar氣中,反應氣體及其離子與靶原子或濺射原子發生反應生成化合物(如氧化物、氮化物等)而沉積在基片上。沉積絕緣膜可采用高頻濺射法。基片裝在接地的電極上,絕緣靶裝在對面的電極上。高頻電源一端接地,一端通過匹配網絡和隔直流電容接到裝有絕緣靶的電極上。接通高頻電源後,高頻電壓不斷改變極性。等離子體中的電子和正離子在電壓的正半周和負半周分别打到絕緣靶上。由于電子遷移率高于正離子,絕緣靶表面帶負電,在達到動态平衡時,靶處于負的偏置電位,從而使正離子對靶的濺射持續進行。采用磁控濺射可使沉積速率比非磁控濺射提高近一個數量級。

   三:離子鍍

     蒸發物質的分子被電子碰撞電離後以離子沉積在固體表面,稱為離子鍍。這種技術是D.麥托克斯于1963年提出的。離子鍍是真空蒸發與陰極濺射技術的結合。将基片台作為陰極,外殼作陽極,充入惰性氣體(如氩)以産生輝光放電。從蒸發源蒸發的分子通過等離子區時發生電離。正離子被基片台負電壓加速打到基片表面。未電離的中性原子(約占蒸發料的95%)也沉積在基片或真空室壁表面。電場對離化的蒸氣分子的加速作用(離子能量約幾百~幾千電子伏)和氩離子對基片的濺射清洗作用,使膜層附着強度大大提高。離子鍍工藝綜合了蒸發(高沉積速率)與濺射(良好的膜層附着力)工藝的特點,并有很好的繞射性,可為形狀複雜的工件鍍膜。

  鍍膜材料的光學性能檢測,采用透光率儀,線太陽膜測試儀,光密度儀器測試。

    文章來源:深圳市林上科技  
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