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真空镀膜知识培训 富森钛金设备 迪通恒业科技 联合出品一、真空的定义： 什么是真空？真空指低于该地区大气压的稀薄气体状态。二、什么是真空度： 处于真空状态下的气体稀薄程度通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思。真空度低表示真空度“差”的意思。低真空（一般在760—10托）；中真空（一般在10—10 – 3托）；高真空（一般在10 - 3—10 -8托）；超高真空（一般在10-8—10 -12 ）。 注:1托=133.322pa 1pa=7.5×10-3托 三、什么叫作真空镀膜技术： 在真空条件下利用某种方法，在固体表面上镀一层与基体材料不同的薄层材料，也可以利用固体本身生成一层与基体不同的薄层材料。这就是真空镀膜技术。在固体表面上镀上一层薄膜，就能使该基体材料具有许多新的物理和化学性能。因此，真空镀膜技术又称表面改性技术。四、真空镀膜分为哪几种： ①蒸发真空镀：在真空条件下，将材料加热并蒸 发到基片上，称为真空蒸发镀。 ②溅射真空镀：利用各种材料在气相间、气相和固体基体表面间所产生的物理、化学过程而沉积薄膜的方法。它又可以分为物理气相沉积。物理气相沉积可分为利用加热膜材而产生热蒸发沉积、利用气体放电产生的正离子轰击阴极（靶材）所产生的溅射沉积、将蒸发和溅射结合起来的离子镀以及分子束外延。我们称之为溅射真空镀。 ③电子枪真空镀：在真空环境中，灯丝经加热发射热电子，受束极及阳极加速变成带状高能电子束。在偏转磁场作用下电子束旋转270°角入射到坩埚靶材上，其能量达到一万电子伏特，传递给靶材实现电能→热能转换，在电子束轰击区域内，靶材表面温度迅速升高及熔化直至蒸发。称为电子枪真空镀。通常也称之为光学镀膜。五、真空镀膜工艺 根据真空镀膜气相金属产生和沉积 方式，塑料真空镀膜的方法主要分为热蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法。蒸发镀膜和磁控溅射镀膜工艺的示意图：基材靶电源等离子体窗蒸发源基材泵泵气体溅射镀蒸发镀真空蒸发镀膜法 真空蒸发镀膜法就是在1.3×10-2~ 1.3×10-3pa(10-4~10-5Torr)的真空中以电阻加热镀膜材料，使它在极短时间内蒸发，蒸发了的镀膜材料分子沉积在基材表面上形成镀膜层。真空镀膜室是使镀膜材料蒸发的蒸发源，还有支承基材的工作架或卷绕装置都是真空蒸发镀膜设备的主要部分。镀膜室的真空度、镀膜材料的蒸发速率、蒸发距离和蒸发源的间距，以及基材表面状态和温度等都是影响镀膜层质量的因素。 磁控溅射法又称高速低温溅射法。目前磁控溅射法已在电学膜、光学膜和塑料金属化等领域得到广泛应用。磁控溅射法是在1.3×10-1pa(10-3Torr)左右的真空中充入惰性气体，并在塑料基材(阳极)和金属靶材(阴极)之间加上高压直流电，由于辉光放电产生的电子激发惰性气体，产生等离子体。等离子体将金属靶材的原子轰出，沉积在塑料基材上。磁控溅射法蒸发法与磁控溅射法的比较 磁控溅射法与蒸发法相比，具有镀膜层与基材的结合力强，镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜法需要使金属或金属化合物蒸发气化，而加热温度又不能太高，否则气相蒸镀金属会烧坏被镀塑料基材，因此，真空蒸镀法一般仅适用于铝等熔点较低的金属源，是目前应用较为广泛的真空镀膜工艺。相反，溅射镀膜法是利用高压电场激发产生等离子体镀膜物质，适用于几乎所有高熔点金属、合金及金属化合物镀膜源物质，如铬、钼、钨、钛、银、金等。而且它是一种强制性的沉积过程，采用该法获得的镀膜层与基材附着力远高于真空蒸镀法，镀膜层具有致密、均匀等优点，加工成本也相对较高。真空蒸发镀膜法与磁控溅射镀膜法比较真空镀膜方式蒸发镀膜磁控溅射镀膜 表 面镀前处理离子穿透深度 基材上底涂层、真空脱气 只在表面附着 基材上底涂层，真空脱气 有一定深度的穿透 处理过程离子中性激发电子热中性粒子 —— —— 100% ＜0.1% ＜10% ＜90% 材料镀膜可选用难于选用 金属 蒸汽压特别低的金属、化合物等材料 金属、非金属 易分解或蒸汽压较高的金属、化合物等材料 可镀基材 金属、塑料、玻璃等 金属、塑料、玻璃等 附着力 略差 略差~较好 优、缺点 可镀基材广泛，附着力差 可镀基材广泛，在低温可镀多种合金膜 应 用 装饰膜、光学膜、电学膜、磁性膜等 装饰膜、光学膜、电学膜、磁性膜等六、真空镀膜材料 真空镀膜材料即是通过真空镀膜技术镀到基材上的成膜材料，以金属和金属氧化物为主。镀膜材料的性质直接关系到真空镀膜的质量和性能，镀膜材料不同，厚度不同，所得镀膜层性能和色泽也不一样。如镀铝层的连续性好于银、铜镀膜层，镀层厚度达到0.9nm即可导电，达到30nm时，其性能就和固态铝材相同。银镀层小于5nm时不能导电，铜镀层对基材附着力较差，且容易被氧化。真空镀膜材料品种繁多，单金属型镀膜材料有：铝、锡、铟