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蒸发真空镀膜机的运行原理

2020-11-05

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       真空镀膜机蒸发镀膜技术是最常规镀膜技术,它的特点是设备简单、操作容易。薄膜纯度高,质量好,厚度可控。速度快、效率高、可用掩膜获得清晰图形,薄膜生长机理比较单纯。它的缺点是不易获得结晶结构的薄膜,薄膜与基片附着力小,工艺重复性不够好。蒸发镀膜技术最常规的镀膜技术,日常应用非常的广泛,市场上对蒸发真空镀膜机需求量也是非常大,那蒸发真空镀膜机的运行原理是怎样的呢?


真空镀膜机


       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。这种方法最早由M.法拉第于1857年提出,现代已成为常用镀膜技术之一。蒸发式真空镀膜机运行原理就是在真空室内利用电阻加热法,把紧紧贴在电阻丝上面的金属丝熔融汽化,汽化了的金属分子沉积于基片上,而获得光滑反射率的膜层,达到装饰美化物品表面的目的。蒸发镀膜设备结构如图1。
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。
蒸发源有三种类型。①电阻加热源:用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质,电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料;②高频感应加热源:用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质;③电子束加热源:适用于蒸发温度较高(不低于2000[618-1])的材料,即用电子束轰击材料使其蒸发。
       真空镀膜机蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比,具有较高的沉积速率,可镀制单质和不易热分解的化合物膜。为沉积高纯单晶膜层,可采用分子束外延方法。喷射炉中装有分子束源,在超高真空下当它被加热到一定温度时,炉中元素以束状分子流射向基片。基片被加热到一定温度,沉积在基片上的分子可以徙动,按基片晶格次序生长结晶用分子束外延法可获得所需化学计量比的高纯化合物单晶膜,薄膜最慢生长速度可控制在1单层/秒。通过控制挡板,可精确地做出所需成分和结构的单晶薄膜。分子束外延法广泛用于制造各种光集成器件和各种超晶格结构薄膜。