电子束蒸发镀膜机原理和镀膜流程是什么(含原理结构图)

电子束蒸发镀膜机是在工业中比较常使用的薄膜制造设备，由于蒸发镀膜机的特点在生产薄膜的时候发挥了巨大的作用，薄膜的产生主要是通过镀膜机中的电子束的加热产生的。

电子束蒸发镀膜机的主要组成结构

电子束蒸发镀膜机主要是由操控系统、真空气路系统以及电子枪系统组成。

1、电子束蒸发镀膜机中的真空气路

在真空的气路中有两个机泵，分别是前级机械泵和高真空低温泵，其间的低温泵作用主要是经过在非常低的温度来，根据冷伞吸附的原来来达到抽真空的意图。在高真空低温泵的启动的过程中，前级机械泵会先将管道处在一个真空的状况中，当管道的真空度达到必定的程度的时候，仟吉阀就会翻开，这样前级机械泵会继续工作，使得管道和低温泵都有一个真空的状况，然后便是前级阀在重复上面的步骤。

2、电子束加热蒸发源

电子束的蒸发源主要是由电子枪和坩埚两部分组成，必要的时候可能会附带一套能够给镀膜机供给原材料的机械设备。在大多数的状况中，在镀膜机中会将产生以及操控电子束的操控装置和坩埚的设计组成一个整体。以下是电子束加热蒸发源的几种体现的结构方法;

①选用直线阴极和静电聚集方法加热的蒸发器。

②选用环状阴极和静电聚集方法加热的蒸发器。

③选用轴向枪和静电远聚集方法加热的蒸发器。

④选用轴向枪、磁聚集和磁偏转90度方法加热的蒸发器。

⑤E型电子枪蒸发器，e型电子束蒸发源所发射的电子轨迹与"e"字相似，故简称e型枪。

目前这种方法的蒸发源在真空蒸镀膜工艺中使用最为广泛。

电子束蒸发镀膜机原理和镀膜流程

电子束蒸发镀制TiO2薄膜，选用下图所示的离子束辅佐电子束蒸发的全自动光学镀膜系统。

1.冷却水进口;2.冷却水出口;3.坩埚;4.束流线圈;5.电子束发射器;6.加热灯;7.基片架;8.电机;9.监控片;10.离子源

镀制样品电子枪工作电压为10 kV，电流为200 A，真空室堆积温度为145～155℃。膜料选用纯度为99.99%的黑色颗粒状Ti2O3，选用CC-105冷阴极离子束进行辅佐堆积，堆积时真空室充入纯度为99.99%的O2作为反应气体，一同运用1179A型MKS质量流量计控制反应气体O2的流量，基底为直径25 mm的圆形K9玻璃。

镀膜前基底先用玻璃液清洗，去离子水漂洗，氮气吹干，然后用纯度为99.9%的丙酮、无水乙醇超声波各清洗15 min，用专用擦拭纸擦干后装入真空室。

镀制时用机械泵和扩散泵将真空度抽至6.5×10-4Pa时，设定自动镀制程序。当基底被加热到堆积温度150℃时，离子源开始轰击基底，能量控制在60～90 eV，时刻10 min。然后自动发起电子枪加热蒸发膜料，堆积薄膜，堆积速率0.38～0.42 nm/s，薄膜堆积到规划厚度440 nm时，程序自动封闭电子枪，完结镀制。

镀膜后真空室天然冷却到室温取出样品，用Lambda900(检验规模为175～3 300 nm)分光光度计进行样品TiO2的光谱检验，选用Macleod软件包络法计算TiO2薄膜的实际厚度，消光系数和折射率。

对真空室通入不同流量的高纯氧气，研究不同的真空度对TiO2的成膜质量、折射率、吸收系数的影响。

在较高的真空度下用离子源辅佐蒸发堆积TiO2薄膜时，真空度随通氧量的改变如下表所列。

跟着充入真空室内的氧分子被电离成氧离子充分与Ti2O3蒸气分子反应，使得Ti2O3分化所失的氧得到补充，从而生成的薄膜中TiO2成分比较纯真，但是假如通氧量缺少或Ti2O3与O2反应不充分，则会构成高吸收的亚氧化钛薄膜TinO2n-1(n=1，2，……，10)。跟着通氧量的添加，TiO2蒸气分子在蒸发上升过程中与氧分子的磕碰几率增大而损失了能量，使堆积在基底表面的TiO2动能减小，影响堆积薄膜的附着力和细密性。

关于光学薄膜而言，选用离子源辅佐可以添加基底表面膜层分子的动能，不仅对薄膜的折射率有显着的影响，并且能使薄膜细密性及耐湿润性得以进步，一同薄膜在基底上的附着力也有显着好转。