關于PVD真空鍍膜工藝的原理及應用

　　PVD真空鍍膜是在真空中將鈦、金、石墨、水晶等金屬或非金屬、氣體等材料利用濺射、蒸發或離子鍍等技術,在基材上形成薄膜的一種表面處理過程。與傳統化學鍍膜方法相比，真空鍍膜有很多優點：如對環境無污 染，是綠色環保工藝;對操作者無傷害;膜層牢固、致密性好、抗腐蝕性強，膜厚均勻。真空鍍膜技術中經常使用的方法主要有：蒸發鍍膜(包括電弧蒸發、電子槍蒸發、電阻絲蒸發等技術)、濺射鍍膜(包 括直流磁控濺射、中頻磁控濺射、射頻濺射等技術)，這些方法統稱物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition)， 簡稱為PVD。

　　與之對應的化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition)簡稱為CVD技術。行業內通常所說的“IP”(ion plating)離子鍍膜，是因為在PVD技術中各種氣體離子和金屬離子參與成膜過程并起到重要作用，為了強調離子的作 用，而統稱為離子鍍膜。真空鍍膜是一種產生薄膜材料的技術。在真空室內材料的原子從加熱源離析出來打到被鍍物體的表面上。此項技術用于生產激光唱片(光盤)上的鋁鍍膜和由掩膜在印刷電路板上鍍金屬膜。在真空中制備膜層，包括鍍制晶態的金屬、半導體、絕緣體等單質或化合物膜。雖然化學汽相沉積也采用減壓、低壓或等離子體等真空手段，但一般真空鍍膜是指用物理的方法沉積薄膜。真空鍍膜有三種形式,即蒸發鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍.蒸發鍍膜 通過加熱蒸發某種物質使其沉積在固體表面，稱為蒸發鍍膜。這種方法早由M.法拉第于1857年提出，現代已成為常用鍍膜技術之一。蒸發物質如金屬、化合物等置于坩堝內或掛在熱絲上作為蒸發源，待鍍工件，如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩堝前方。待系統抽至高真空后，加熱坩堝使其中的物質蒸發。蒸發物質的原子或分子以冷凝方式沉積在基片表面。薄膜厚度可由數百埃至數微米。膜厚決定于蒸發源的蒸發速率和時間(或決定于裝料量)，并與源和基片的距離有關。對于大面積鍍膜，常采用旋轉基片或多蒸發源的方式以保證膜層厚度的均勻性。從蒸發源到基片的距離應小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程，以免蒸氣分子與殘氣分子碰撞引起化學作用。蒸氣分子平均動能約為0.1～0.2電子伏。