蒸发法镀膜是将固体材料置于真空室内,在真空条件下,将固体材料加热蒸发,蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的器壁上。当把一些加工好的基板材料放在其中时,蒸发出来的原子或分子就会吸附在基板上逐渐形成一层薄膜。根据蒸发源不同,真空蒸发镀膜法又可 以分为四种:电阻蒸发源蒸镀法;电子束蒸发源蒸镀法;高频感应蒸发源蒸镀法;激光束蒸发源蒸镀法。本实验采用电阻蒸发源蒸镀法制备金属薄膜材料。蒸发镀膜,要求从蒸发源出来的蒸汽分子或原子,到达被镀膜基片的距离要小于镀膜室内残余气体分子的平均自由程,这样才能保证蒸发物的蒸汽分子能无碰撞地到达基片表面。保证薄膜纯净和牢固,蒸发物也不至于氧化。真空镀膜中离子镀的镀层组织致密、无小孔、无气泡、厚度均匀。钛金真空镀膜加工
磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,反应能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。解决靶中毒主要有以下几种方法;1.使用射频电源进行溅射;2.采用闭环控制反应气体通入流量;3.使用孪生靶交替溅射;4.控制镀膜模式的变换:在镀膜前,采集靶中毒的迟滞效应曲线,使进气流量控制在产生靶中毒的前沿,确保工艺过程始终处于沉积速率陡降前的模式。钛金真空镀膜加工源或靶的不断改进,扩大了真空镀膜材料的选用范围。
真空镀膜:反应磁控溅射法:制备化合物薄膜可以用各种化学气相沉积或物理的气相沉积方法。但目前从工业大规模生产的要求来看,物理的气相沉积中的反应磁控溅射沉积技术具有明显的优势,因而被普遍应用,这是因为:反应磁控溅射所用的靶材料(单元素靶或多元素靶)和反应气体(氧、氮、碳氢化合物等)通常很容易获得很高的纯度,因而有利于制备高纯度的化合物薄膜。反应磁控溅射中调节沉积工艺参数,可以制备化学配比或非化学配比的化合物薄膜,从而达到通过调节薄膜的组成来调控薄膜特性的目的。
基片温度对薄膜结构有较大影响,基片温度高,使吸附原子的动能增大,跨越表面势垒的几率增多,容易结晶化,并使薄膜缺陷减少,同时薄膜内应力也会减少,基片温度低,则易形成无定形结构膜。 材料饱和蒸汽压随温度的上升而迅速增大,所以实验时必须控制好蒸发源温度。蒸发镀膜常用的加热方法时电阻大电流加热,采用钨,钼,铂等高熔点的金属。真空镀膜时,飞抵基片的气化原子或分子,一部分被反射,一部分被蒸发离开,剩下的要么结合在一起,再捕获其他原子或分子,使得自己增大;或者单个原子或分子在基片上自由扩散,逐渐生长,覆盖整个基片,形成镀膜。注意的是基片的清洁度和完整性将影响到镀膜的形成速率和质量真空镀膜中离子镀的镀层无气泡。
电子束蒸发是目前真空镀膜技术中一种成熟且主要的镀膜方法,它解决了电阻加热方式中钨舟材料与蒸镀源材料直接接触容易互混的问题。同时在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,实现同时或分别蒸发,沉积多种不同的物质。通过电子束蒸发,任何材料都可以被蒸发,不同材料需要采用不同类型的坩埚以获得所要达到的蒸发速率。在高真空下,电子灯丝加热后发射热电子,被加速阳极加速,获得很大的动能轰击到的蒸发材料上,把动能转化成热使蒸发材料加热气化,而实现蒸发镀膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中,使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率,可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率,特别是有利于高熔点以及高纯金属和化合物材料。真空镀膜镀的薄膜涂层均匀。钛金真空镀膜加工
真空镀膜机的优点:具有优良的耐折性和良好的韧性,比较少出现小孔和裂口。钛金真空镀膜加工
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。钛金真空镀膜加工