真空鍍膜技術(shù)及應(yīng)用

1、真空鍍膜技術(shù)及應(yīng)用鍍膜常見的分類真空鍍膜的歷史真空鍍膜的定義真空鍍膜的方法真空鍍膜在光學(xué)行業(yè)的應(yīng)用真空鍍膜在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用真空鍍膜在汽車行業(yè)的應(yīng)用真空鍍膜在其他行業(yè)的應(yīng)用真空鍍膜的現(xiàn)狀常見的真空鍍膜機(jī)的外形常見的鍍膜機(jī)的鍍膜方式萊寶鍍膜機(jī)光學(xué)鍍膜機(jī)車燈鍍膜機(jī)真空蒸鍍鍍膜機(jī)的相關(guān)參數(shù)真空鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)真空鍍膜的工藝參數(shù)塑料件真空鍍膜工藝流程鍍膜制品的品質(zhì)參數(shù)主要內(nèi)容鍍膜技術(shù)是表面技術(shù)的一類.常見的分類：a.濕式鍍膜法；b.干式鍍膜法.濕式鍍膜法可分電鍍法、化學(xué)鍍法.干式鍍膜法常稱真空鍍膜法、氣相沉積法?？煞譃椋何锢須庀喑练e(Physical Vapor DepositionPVD),化學(xué)氣相沉積

2、（Chemical Vapor DepositionCVD)。PVD一般可分為：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射（Sputtering)鍍膜、真空離子鍍膜。按照不同的分類方法每一類又可以分出多種，不再一一細(xì)說，重點(diǎn)說明一下真空蒸鍍里的電阻加熱蒸鍍、電子束加熱蒸鍍、離子束輔助蒸鍍和濺射里的磁控濺射鍍膜。鍍膜常見的分類真空鍍膜技術(shù)是近30年來迅速發(fā)展的一門新技術(shù)，應(yīng)用較早，但受真空技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù)的限制，發(fā)展速度較慢。直到二戰(zhàn)時(shí)期，法西斯德國(guó)將這一技術(shù)服務(wù)于戰(zhàn)爭(zhēng)，制備各種軍用光學(xué)鏡片和反光鏡，從而使這一技術(shù)在光學(xué)工業(yè)中得到迅速發(fā)展，并且逐漸形成了薄膜光學(xué)，成為光學(xué)的重要的分支。它不只是真空應(yīng)用技術(shù)，而是綜

3、合了物理、化學(xué)一系列的新技術(shù)的結(jié)果。真空鍍膜的歷史 在真空中把金屬、合金或化合物進(jìn)行蒸發(fā)（或?yàn)R射），使其沉積在被涂覆的物體（稱基片、基板或基體）上的方法稱為真空鍍膜法。 真空蒸鍍簡(jiǎn)稱蒸鍍，是在真空條件下，用一定的方法加熱鍍膜材料（簡(jiǎn)稱膜料）使之氣化，并沉積在工件表面形成固態(tài)薄膜。以動(dòng)量傳遞的方法，用荷能粒子轟擊材料表面，使其表面原子獲得足夠的能量而飛逸出來的過程稱為濺射。磁控濺射是一種高濺射速率、低基片加熱的濺射技術(shù)，稱為高速低溫濺射技術(shù)。離子鍍膜技術(shù)簡(jiǎn)稱離子鍍，離子鍍是在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)部分電離，在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時(shí)把蒸發(fā)物質(zhì)或其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在基

4、片上。真空鍍膜的定義電阻加熱蒸鍍是用絲狀或片狀的鎢、鉬、鉭高熔點(diǎn)金屬做成適當(dāng)形狀的蒸發(fā)源，將膜料放在其中，接通電源，電阻直接加熱膜料而使其蒸發(fā)，或者把膜料放入Al2O3、BeO等坩堝中進(jìn)行間接電阻加熱蒸發(fā)。 電子束加熱蒸鍍是將膜料放入水冷銅坩堝中，利用高能量密度的電子束加熱，使膜料熔融氣化并凝結(jié)在基體表面成膜。 為了改善附著力，增加膜的致密性，鍍膜前，鍍膜過程中輔助離子束進(jìn)行轟擊的鍍膜方法稱為離子束輔助蒸鍍。真空鍍膜的方法人們熟悉的光學(xué)儀器有望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、照相機(jī)、測(cè)距儀，以及日常生活用品中的鏡子、眼鏡、放大鏡等，它們都離不開鍍膜技術(shù)，鍍制的薄膜有反射膜、增透膜和吸收膜等幾種。這一類屬于傳統(tǒng)光

5、學(xué)鍍膜。在激光通訊行業(yè)，鍍制各種高反膜、增透膜、分光膜、衰減膜、偏振膜，和各種帶通濾光片。真空鍍膜在光學(xué)行業(yè)的應(yīng)用鍍膜技術(shù)在集成電路制造中制作晶體管路中的保護(hù)層（SiO2、Si3N4）、電極管線（多晶硅、鋁、銅及其合金）等多是采用CVD技術(shù)。在傳感器中，多采用那些電氣性質(zhì)相對(duì)于物理量、化學(xué)量及其變化來說，極為敏感的半導(dǎo)體材料。此外，其中大多數(shù)利用的是半導(dǎo)體的表面、界面的性質(zhì)，需要盡量增大其面積，且能工業(yè)化、低價(jià)格制作、因此采用薄膜的情況很多。制造電阻、電容等元件。真空鍍膜在電子行業(yè)的應(yīng)用真空鍍膜技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用：起裝飾作用的鍍膜，如汽車標(biāo)牌，內(nèi)飾件、外飾件。在汽車玻璃上，鍍一層TiO2就能

6、使其變成防霧、防露和自清潔玻璃。車燈的反射鏡和后視鏡鍍鋁，起到高反射光的作用。汽車輪轂鍍鋁，用來替代化學(xué)電鍍，達(dá)到環(huán)保的要求。真空離子鍍鈦是廣泛應(yīng)用的工業(yè)超硬薄膜技術(shù)，以其高硬度、低磨損率、低磨擦系數(shù)、強(qiáng)抗腐蝕性、抗黏著性等優(yōu)越的使用性能，汽車上的鍍膜零件有活塞，活塞環(huán)，汽門挺桿，凹輪軸等。真空鍍膜在汽車行業(yè)的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們喜歡將手表殼、表帶、服飾、燈飾、眼鏡架、室內(nèi)外裝飾件、五金箱包、手機(jī)殼、手機(jī)視屏、衛(wèi)生潔具、食品包裝等裝飾品精飾得五彩繽紛。在生活中我們會(huì)看到金黃色的、鈷銅色的、黑色的等七雜八色的鉆頭、銑刀、模具等，這些就是經(jīng)過鍍膜技術(shù)加工后的涂層工具。所有各類平

7、板顯示器都要用到各種類型的薄膜，而且?guī)缀跛蓄愋偷钠桨屣@示器件都需要使用ITO膜，以滿足透明電器的要求?？梢院敛豢鋸埖恼f：沒有薄膜技術(shù)就沒有平板顯示器件。飛機(jī)的鈦合金緊固件，原來采用電鍍方法鍍鎘。但在鍍鎘中含有氫，所以在飛行過程中，受到大氣、海水的腐蝕，鍍層上容易產(chǎn)生“鎘脆”，甚至引起“空難”。1964年，采用離子鍍方法在鈦合金緊固件上鍍鋁，解決了飛機(jī)零件的“鎘脆”問題。在離子鍍技術(shù)中，由于給工件施加負(fù)偏壓，可以形成“偽擴(kuò)散層”、細(xì)化膜層組織，因此可以顯著提高膜層的耐腐蝕性能。真空鍍膜在其他行業(yè)的應(yīng)用 由于我國(guó)真空鍍膜起步較晚，又受真空技術(shù)的限制，前期發(fā)展較慢，屬于新的技術(shù)。目前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)

8、的國(guó)家應(yīng)用較為廣泛。國(guó)內(nèi)起步更晚，受技術(shù)的限制，應(yīng)用范圍較少，潛力較大，待進(jìn)一部開發(fā)。真空鍍膜的現(xiàn)狀箱式真空鍍膜機(jī)（立式）：?jiǎn)伍T、雙門。卷繞式真空鍍膜機(jī)（臥式）。間歇式鍍膜機(jī)（立式）：兩箱、三箱。大型鍍膜流水線：根據(jù)客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 這里沒有涉及CVD鍍膜設(shè)備常見的鍍膜機(jī)的外形電阻蒸發(fā)鍍膜機(jī)（立式雙門、立式鐘罩、臥式滾筒、臥式卷繞）。電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)（箱式單門，精密度高）。離子束輔助蒸發(fā)鍍膜機(jī)（箱式單門，電子束，精密度高，致密性好）。磁控濺射鍍膜機(jī)（立式單雙門、臥式）。 常見的鍍膜機(jī)的鍍膜方式萊寶鍍膜機(jī)光學(xué)鍍膜機(jī)車燈鍍膜機(jī) 真空蒸鍍鍍膜機(jī)的相關(guān)參數(shù)真空蒸鍍鍍膜機(jī)的相關(guān)參數(shù) 1.真空室尺寸 2

9、.最高加熱溫度 3.高、低真空泵抽速 4.膜厚控制精度 5.蒸發(fā)器的參數(shù) 6.離子源的參數(shù) 7.連續(xù)鍍層和時(shí)間 8.充氣系統(tǒng)的參數(shù) 9.深冷的參數(shù) 10.操作系統(tǒng)、軟件 另外：冷卻水、壓縮空氣、電量 真空蒸鍍鍍膜機(jī)的相關(guān)參數(shù)真空鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)（單門箱式）真空鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)（單門箱式） 主要的結(jié)構(gòu)是：槍、泵、規(guī)、室 1.真空室 2.工件架 3.加熱器 4.高、低真空泵 5.真空計(jì)（規(guī)） 6.膜厚控制儀 7.蒸發(fā)源(磁控濺射：靶材； 蒸鍍：膜料） 8.離子源 9.氣體流量計(jì) 10.深冷 11.防污板 12.操作系統(tǒng)（軟件） 13.各連接閥門 輔助: 冰水機(jī)、過濾器、空壓機(jī)、穩(wěn)壓電源真空鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu) 1. 真空度 2. 溫度 3. 蒸發(fā)速率 4. 膜厚（光控、晶控） 5. 充氣量 6. 工件架轉(zhuǎn)速 7. 蒸發(fā)能量 8. 冷卻水溫、水壓 9. 料的純度、填料高度 10. 離子源相關(guān)參數(shù)（時(shí)間、能量） 11. 腔內(nèi)潔凈度 12. 均勻性 13. 重復(fù)性（穩(wěn)定性） 14. 膜系層數(shù)、穩(wěn)定性真空鍍膜的工藝參數(shù)塑料件真空鍍膜工藝流程前處理清