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真空蒸发镀膜原理分析
发布时间:2014-07-18 浏览:4516 次

  真空蒸发镀膜是PVD技术中发展最早、应用较为广泛的镀膜技术。

  虽然后来发展起来的溅射镀和离子镀在许多方面要比真空蒸发镀膜优越,但真空真空蒸发镀膜技术仍有很多优点。

  比如设备与工艺相对后者比较简单,即可镀制非常纯净的膜层,又可制备具有特定结构和性质的膜层等,所以真空蒸发镀膜技术仍然是当今非常重要的镀膜技术。

  近年来,由于电子轰击蒸发,高频感应蒸发及激光蒸发等技术在蒸发镀膜技术中的广泛应用,使这一技术更趋完善。

  真空蒸发镀膜的工作原理是将膜材置于真空镀膜室内,通过蒸发源加热使其蒸发,当蒸发分子的平均自由程大于真空镀膜室的线性尺寸时,蒸汽的原子和分子从蒸发源表面逸出后,很少受到其他分子或原子的冲击阻碍,可直接到达被镀的基片表面,由于基片温度较低,便凝结其上而成膜,为了提高蒸发分子与基片的附着力,对基片进行适当的加热是必要的。

  为使蒸发镀膜顺利进行,应具备蒸发过程中的真空条件和制膜过程中的蒸发条件。

  1.蒸发过程中的真空条件

  真空镀膜室内蒸汽分子的平均自由程大于蒸发源与基片的距离(称做蒸距)时,就会获得充分的真空条件。

  因此为了增加残余气体的平均自由程,借以减少蒸汽分子与残余气体分子的碰撞概率,把真空镀膜室抽成高真空是非常必要的。

  真空镀膜过程中对真空度的要求并非是越高越好,因为在真空镀膜室内真空度超越10-6Pa时,必须对真空系统烘烤去气才能达到。

  由于烘烤去气会造成基片的污染,因此在不经过烘烤去气时即可得到10-5Pa的高真空下制膜,其膜的质量不一定比超高真空下所制备的膜的质量差,这一点是值得注意的。

  因此,在真空蒸发镀膜设备中,镀膜室所选用的真空度一般均应高于10-2Pa,低于10-5Pa。

  2.制膜过程中的蒸发条件

  1)真空条件下物质的蒸发特点

  膜材加热到一定温度时就会发生汽化现象,即由固相或液相进入到气相中,由于真空条件下物质蒸发比在常压下容易得多,因此所需的蒸发温度将大幅度下降,熔化蒸发过程将大大缩短,蒸发效率将明显地提高。

  举个例子,以金属铝为例,在一个大气压下,铝必须加热到2400℃才能蒸发,但是如果在10-3Pa的真空条件下只要加热到847℃就可以大量蒸发。

  以上就是爱加真空为各位带来的真空蒸发镀膜技术的原理和工作条件,希望对各位有所帮助。

  
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