【康沃真空網】什么是蒸發鍍膜?
真空蒸發鍍膜是指在真空條件下,通過蒸發源加熱蒸發某種物質使其沉積在基板材料表面來獲得薄膜的一種技術。被蒸發的物質被稱為蒸鍍材料。由于真空蒸發法或真空蒸鍍法主要物理過程是通過加熱蒸發材料而產生,所以又稱熱蒸發法或者熱蒸鍍,所配套的設備稱之為熱蒸發真空鍍膜機。
蒸發鍍膜是PVD真空鍍膜方式的一種,其特點是在真空條件下,材料蒸發并在玻璃表面上凝結成膜,再經高溫熱處理后,在玻璃表面形成附著力很強的膜層。濺射鍍膜和蒸發鍍膜是目前最主流的兩種 PVD 鍍膜方式。
蒸發鍍膜的原理
真空蒸發鍍膜系統一般由三個部分組成:真空室、蒸發源或蒸發加熱裝置、放置基板及給基板加熱裝置。將膜材置于真空鍍膜室內,通過蒸發源加熱使其蒸發,當蒸發分子的平均自由程大于真空鍍膜室的線性尺寸時,蒸汽的原子和分子從蒸發源表面逸出后,在飛向基片表面過程中很少受到其他粒子(主要是殘余氣體分子)的碰撞阻礙,可直接到達被鍍的基片表面,由于基片溫度較低,便凝結其上而成膜,為了提高蒸發分子與基片的附著力,對基片進行適當的加熱是必要的。為使蒸發鍍膜順利進行,應具備蒸發過程中的真空條件和制膜過程中的蒸發條件。
將基片放入真空室內,以電阻、電子束、激光等方法加熱膜料,使膜料蒸發或升華,氣化為具有一定能量(0.1~0.3eV)的粒子(原子、分子或原子團)。氣態粒子以基本無碰撞的直線運動飛速傳送至基片,到達基片表面的粒子一部分被反射,另一部分吸附在基片上并發生表面擴散,沉積原子之間產生二維碰撞,形成簇團,有的可能在表面短時停留后又蒸發。粒子簇團不斷地與擴散粒子相碰撞,或吸附單粒子,或放出單粒子。此過程反復進行,當聚集的粒子數超過某一臨界值時就變為穩定的核,再繼續吸附擴散粒子而逐步長大,最終通過相鄰穩定核的接觸、合并,形成連續薄膜。
其優點操作比較簡單,制成的薄膜純度高、質量好,厚度可較準確控制;成膜速率快,效率高;薄膜的生長機理比較簡單;
常見蒸鍍材料及蒸發裝置選擇
蒸鍍材料種類:按照化學成分主要可以分為金屬/非金屬顆粒蒸發料、氧化物蒸發料、氟化物蒸發料等。
金屬及非金屬顆粒 :鋁蒸發料、鎳蒸發料、銅蒸發料、銀蒸發料、鈦蒸發料、硅蒸發料、釩蒸發料、鎂蒸發料、錫蒸發料、鉻蒸發料、銦蒸發料、銀銅蒸發料、金蒸發料、微晶銀粉等。
氧化物 :鈦鉭合金、鋯鈦合金、硅鋁合金、三氧化二鋁、二氧化鋯、五氧化三鈦、石英環、石英片、氧化鉺、鈦酸鑭等
氟化物 :氟化鎂、氟化鏑、氟化鑭等。
常見蒸鍍材料及蒸發裝置選擇
(1)鍍膜及被鍍材料范圍廣泛,金屬及其合金,陶瓷,有機物等均可以通過蒸鍍得到各種薄膜或者介質膜。
(2)鍍膜過程精確可控,可對膜厚進行比較精確的控制和測量,從而保證了膜厚均勻性。
(3)鍍膜過程可以連續化,大大提高產品產量。
(4)蒸鍍所得膜附著力強,純度高,密實性好,表面光亮。其機械性能和化學性能遠遠高于電鍍膜和化學膜。
真空蒸發鍍膜原理圖