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PVD镀膜工艺的原理及应用


发布时间:2019-01-18 10:56:48

      PVD真空镀膜是在真空中将钛、金、石墨、水晶等金属或非金属、气体等材料利用溅射、蒸发或离子镀等技术,在基材上形成薄膜的一种表面处理过程。与传统化学镀膜方法相比,真空镀膜有很多优点:如对环境无污 染,是绿色环保工艺;对操作者无伤害;膜层牢固、致密性好、抗腐蚀性强,膜厚均匀。真空镀膜技术中经常使用的方法主要有:蒸发镀膜(包括电弧蒸发、电子枪蒸发、电阻丝蒸发等技术)、溅射镀膜(包 括直流磁控溅射、中频磁控溅射、射频溅射等技术),这些方法统称物理气相沉积(Physical Vapor Deposition), 简称为PVD。

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      与之对应的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)简称为CVD技术。行业内通常所说的“IP”(ion plating)离子镀膜,是因为在PVD技术中各种气体离子和金属离子参与成膜过程并起到重要作用,为了强调离子的作 用,而统称为离子镀膜。

       真空镀膜是一种产生薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。此项技术用于生产激光唱片(光盘)上的铝镀膜和由掩膜在印刷电路板上镀金属膜。在真空中制备膜层,包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段,但一般真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀.蒸发镀膜 通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,称为蒸发镀膜。这种方法早由M.法拉第于1857年提出,现代已成为常用镀膜技术之一。蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源,待镀工件,如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系统抽至高真空后,加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间(或决定于装料量),并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜,常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程,以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。蒸气分子平均动能约为0.1~0.2电子伏。

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