真空镀膜机的工作原理是什么(有哪些优点)

真空镀膜机是真空应用领域的一个重要方面，它是以真空技能为基础，使用物理或化学办法，吸收离子合作磁控以及射频等一系列技能手段，为科学研究和实践出产供给薄膜制备的一种新工艺。简略地说，在真空中把金属、合金或化合物进行蒸腾或溅射，使其在被涂覆的物体上凝结并堆积的办法，称为真空镀膜。它已广泛地应用于光学、电子学、能源开发，理化仪器、建筑机械、包装、民用制品、外表科学以及科学研究等领域中。

真空镀膜机的工作原理

真空镀膜机分为两大类，即物理气相堆积（PVD）技能和化学气相堆积（CVD）技能。简易区分便是薄膜是否通过化学反应生成，是的话CVD，反之PVD。如下简介完成的办法：

真空镀膜机的工作流程简略来说便是电子在电场的效果下加快飞向基片的进程中与氩原子发生磕碰,电离出很多的氩离子和电子,电子飞向基片.氩离子在电场的效果下加快轰击靶材,溅射出很多的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)堆积在基片上成膜.

但在实践辉光放电直流溅射体系中,自持放电很难在低于1.3Pa的条件下保持,这是因为在这种条件下没有足够的离化磕碰.因此在低于1.3~2.7Pa压强下运行的溅射体系进步离化磕碰就显得尤为重要.进步离化磕碰的办法要么靠额外的电子源来供给,而不是靠阴极发射出来的二次电子;要么便是使用高频放电设备或许施加磁场的方法进步已有电子的离化效率.

事实上,真空镀膜机中二次电子在加快飞向基片的进程中遭到磁场洛仑磁力的影响,被捆绑在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的效果下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动途径很长,在运动进程中不断的与氩原子发生磕碰电离出很多的氩离子轰击靶材,通过屡次磕碰后电子的能量逐渐降低,脱节磁力线的捆绑,远离靶材,Z终堆积在基片上.

真空镀膜机便是以磁场捆绑而延伸电子的运动途径,改动电子的运动方向,进步作业气体的电离率和有用使用电子的能量.电子的归宿不仅仅是基片,真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿,因为一般基片与真空室及阳极在同一电势.磁场与电场的交互效果(EXB drift)使单个电子轨道呈三维螺旋状,而不是仅仅在靶面圆周运动.

蒸腾镀的物理进程包含：堆积材料蒸腾或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸腾源向基片外表输送→气态粒子附着在基片外表形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或发生化学键合。

真空度：P≤10-3 Pa基片间隔(相对于蒸腾源)：10~50 cm

在真空环境中P≤10-3 Pa，充入一定量的惰性气体（常用氩气），以靶材做阴极，工件做阳极，南北极间的高压使气体电离，离子在电场效果下高速轰击靶材，靶面溅射出的粒子飞向阳极的工件堆积在外表构成膜层。

在真空条件下，使用气体放电使气体或被蒸腾物质部别离化，在气体离子或被蒸腾物质离子轰击效果的同时把蒸腾物或其反应物堆积在基底上。完成离子镀，有两个必要的条件：

1.构成一个气体放电的空间；

2.将镀料原子引入放电空间，使其部别离化。

化学气相堆积镀膜：主要是在中温或许高温下发生化学反应发生的固化物质堆积在工件外表，构成挥发性物质→物质转移至堆积区域→在固体上发生化学反应并发生固态物质。没有一定的真空度要求。

真空镀膜机的优点

1、镀覆材料广泛:可作为真空镀蒸腾材料有几十种,包含金属、合金和非金属.真空镀膜加工还能够像多层电镀一样,加工出多层结构的复合膜,满意对涂层各种不同功能的需求.

2、真空镀膜机能够完成不能通过电堆积办法构成镀层的涂覆:如铝、钛、锆等镀层,乃至陶瓷和金刚石涂层,这是十分难能可贵的.

3、真空镀膜功能优秀:真空镀膜厚度远小于电镀层,但涂层的耐冲突和耐腐蚀功能杰出,孔隙率低,并且无氢脆现象,相对电镀加工而言能够节约很多金属材料.

4、环境效益优异:真空镀膜机设备简略、占地面积小、出产环境优雅洁净,无污水排放,不会对环境和操作者构成危害.在重视环境保护和大力推广清洁出产的形势下,真空镀膜机在许多方面能够取代电镀加工.