真空镀膜:离子镀:离子镀基本原理是在真空条件下,采用某种等离子体电离技术,使镀料原子部分电离成离子,同时产生许多高能量的中性原子,在被镀基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下,离子沉积于基体表面形成薄膜。离子镀借助于惰性气体辉光放电,使镀料(如金属钛)气化蒸发离子化,离子经电场加速,以较高能量轰击工件表面,此时如通入二氧化碳、氮气等反应气体,便可在工件表面获得TiC、TiN覆盖层,硬度高达2000HV。离子镀技术较早在1963年由D。M。Mattox提出。1972年,Bunshah&Juntz推出活性反应蒸发离子镀(AREIP),该方法可以沉积TiN、TiC等超硬膜。1972年Moley&Smith发展完善了空心热阴极离子镀,1973年又发展出射频离子镀(RFIP)。20世纪80年代又发展出磁控溅射离子镀(MSIP)和多弧离子镀(MAIP)。离子镀是物理的气相沉积方法中应用较普遍的一种镀膜工艺。只要镀上一层真空镀膜,就能使材料具有许多新的、良好的物理和化学性能。光电器件真空镀膜工艺
真空镀膜:可镀材料普遍:离子镀由于是利用高能离子轰击工件表面,使大量的电能在工件表面转换成热能,从而促进了表层组织的扩散作用和化学反应。然而,整个工件,特别是工件心部并未受到高温的影响。因此这种镀膜工艺的应用范围较广,受到的局限性则较小。通常,各种金属、合金以及某些合成材料、绝缘材料、热敏材料和高熔点材料等均可镀复。即可在金属工件上镀非金属或金属,也可在非金属上镀金属或非金属,甚至可镀塑料、橡胶、石英、陶瓷等。EB真空镀膜代工真空镀膜技术一般分为两大类,即物理的气相沉积(PVD)技术和化学气相沉积(CVD)技术。
真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。电子束蒸发法是真空蒸发镀膜中常用的一种方法,是在高真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料,使蒸发材料气化并向衬底输运,在基底上凝结形成薄膜的方法。在电子束加热装置中,被加热的材料放置于水冷的坩埚当中,可避免蒸发材料与坩埚壁发生反应影响薄膜的质量,因此,电子束蒸发沉积法可以制备高纯薄膜。
ALD允许在原子层水平上精确控制膜厚度。而且,可以相对容易地形成不同材料的多层结构。由于其高反应活性和精度,它在精细和高效的半导体领域(如微电子和纳米技术)中非常有用。由于ALD通常在相对较低的温度下操作,因此在使用易碎的底物例如生物样品时是有用的,并且在使用易于热解的前体时也是有利的。由于它具有出色的投射能力,因此可以轻松地应用于结构复杂的粉末和形状。 众所周知,ALD工艺非常耗时。例如,氧化铝的膜形成为每个循环0.11nm,并且每小时的标准膜形成量为100至300nm。由于ALD通常用于制造微电子和纳米技术的基材,因此不需要厚膜形成。通常,当需要大约μm的膜厚度时,就膜形成时间而言,ALD工艺是困难的。作为物质限制,前体必须是挥发性的。另外,成膜靶必须能够承受前体分子的化学吸附所必需的热应力。真空镀膜设备膜层厚度过厚会带一点黑色,但是是金属本色黑色。
真空镀膜的方法:离子镀:总体来说比较常用的有:直流放电二极型、多阴极型、活性反应蒸镀(ARE)、空心阴极放电离子镀(HCD)、射频放电离子镀(RFIP)、增强的ARE型、低压等离子型离子镀(LP-PD)、电场蒸发、感应加热离子镀、多弧离子镀、电弧放电型高真空离子镀、离化团束镀等。由于离子镀膜层具有非常优良的性能,所以越来越受到人们的重视,特别是离子镀TiN、TiC在工具、模具的超硬镀膜、装饰镀膜等领域的应用越来越普遍,并将占据越来越重要的地位。在钟表行业,因为钛无毒无污染,与人体皮肤接触,不会引起过敏等不良反应,在表带上沉积一层钛膜还能起到表面装饰的作用,可以做成金黄、黑色、灰色、红棕色、橙色等很多种颜色,增加美观效果。真空镀膜镀的薄膜纯度高。东莞真空镀膜
真空镀膜是真空应用领域的一个重要方面。光电器件真空镀膜工艺
真空镀膜:磁控溅射法:溅射镀膜较初出现的是简单的直流二极溅射,它的优点是装置简单,但是直流二极溅射沉积速率低;为了保持自持放电,不能在低气压(<0。1Pa)下进行;不能溅射绝缘材料等缺点限制了其应用。磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来,在靶材表面建立与电场正交磁场,解决了二极溅射沉积速率低,等离子体离化率低等问题,成为目前镀膜工业主要方法之一。磁控溅射与其它镀膜技术相比具有如下特点:可制备成靶的材料广,几乎所有金属,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在适当条件下多元靶材共溅射方式,可沉积配比精确恒定的合金;在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体,可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜;通过精确地控制溅射镀膜过程,容易获得均匀的高精度的膜厚;通过离子溅射靶材料物质由固态直接转变为等离子态,溅射靶的安装不受限制,适合于大容积镀膜室多靶布置设计;溅射镀膜速度快,膜层致密,附着性好等特点,很适合于大批量,高效率工业生产。近年来磁控溅射技术发展很快,具有代表性的方法有射频溅射、反应磁控溅射、非平衡磁控溅射、脉冲磁控溅射、高速溅射等。光电器件真空镀膜工艺
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