真空镀膜设备及镀膜加工

镀膜设备原理及工艺一．镀膜设备原理1．磁控溅射：磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100〜lOOOGauss强力磁铁，真空室充入011〜10Pa压力的惰性气体（Ar）,作为气体放电的载体。

在高压作用下Ar原子电离成为A叶离子和电子，，电子在加速飞向基片的过程中，受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,电子以摆线的方式沿着靶表面前进，在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞,电离出大量的A叶离子，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。

而Ar+离子在高压电场加速作用下，与靶材的撞击并释放出能量，导致靶材表面的原子吸收A叶离子的动能而脱离原晶格束缚，呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片,并在基片上沉积形成薄膜。

简单说：真空溅镀室先由高真空泵抽至一定压力之后，通过恒压仪器或质量流量计向溅镀室内充入惰性气体（如氩气）至一恒定压力（如2X10-1Pa或5XIO-IP a后，在磁控阴极靶上施加一定功率的直流电源或中频电源，在正负电极高压的作用下，阴极靶前方与阳极之间的气体原子被大量电离，产生辉光放电，电离的过程使氩原子电离为A叶离子和可以独立运动的电子，在高压电场的作用下，电子飞向阳极，而带正电荷的A叶离子则高速飞向作为阴极的靶材，并在与靶材的撞击过程中释放出其能量，获得相当高能量的靶材原子脱离其靶材的束缚而飞向基体，于是靶材粒子沉积在靶对面的基体上形成薄膜。

溅射产额丫随入射离子能量E变化的简单示意图，简称溅射曲线。

从该图可以看出溅射产额随入射离子能量的变化有如下特征：存在一个溅射阈值，阈值能量一般为20~100 eV。

当入射离子的能量小于这个阈值时，没有原子被溅射出来。

通常当入射离子的能量为1~10 keV时，溅射产额可以达到一个最大值。

当入射离子的能量超过10 keV 时，溅射产额开始随入射离子的能量增加而下降。

入射离子的能量E (eV)图6.1溅射产额随入射离子能量变化的示意图2.主要溅射方式：反应溅射是在溅射的惰性气体气氛中，通入一定比例的反应气体，通常用作反应气体的主要是氧气和氮气。

真空镀膜机操作流程
真空镀膜机是一种非常重要的设备，它能够将金属薄膜均匀地沉
积在不同的基材上。

这种设备广泛应用于电子领域、医疗领域、航空
领域和化学领域等众多领域中。

本文将会为大家讲述真空镀膜机的操
作流程。

一、设备准备
在使用真空镀膜机之前，我们需要检查设备的运行状态，并检查
真空室内部是否存在瑕疵或污垢。

接着，清洁真空室内的所有夹具和
样品，并确保样品表面没有杂质和气泡。

二、真空抽气
将已经准备好的样品夹具放入真空室中，打开机器上的电源开关。

接下来，需要将真空室抽气直到其内部真空度达到所需的水平。

通常，我们将需要达到 1*10^-6 Torr 的真空度，这些都需要根据具体的样
品和需求而定。

三、样品镀膜
当真空度达到预定水平后，可启动样品镀膜程序。

在这个阶段，
你需要调整设备上的参数，例如反应气体、沉积速率以及沉积时间等等。

这些参数都需要根据样品的材料和形状进行调节。

最终目的是均
匀地沉积薄膜层。

四、停止反应
沉积时间用完后，需要切断电源并停止气体反应。

然后将真空室
压力调整为标准的大气压。

最后取出已经完成镀膜过程的样品，在放
回原位之前清洁表面上的杂质和污垢。

总结
以上为真空镀膜机的操作流程。

在进行操作时，我们必须保证设
备运行的正常和安全。

特别需要注意的是在各个阶段需要调整设备上
的参数，以保证样品能够得到最佳的效果。

有了这些基本的操作步骤，你可以轻松操作真空镀膜机，并为你的研究和生产工作创造更加优秀
的成果。

真空镀膜设备工作原理
首先，设备会通过抽气系统将工作室内的气体抽除，建立真空环境。

通常会使用机械泵、分子泵等组合进行抽空，以确保工作室内的气压降至所需的真空度。

接下来，通过加热系统对待镀膜物进行加热处理。

加热的目的是提高待镀膜物的表面活性，使其更容易与镀膜材料反应。

加热方式可以采用电加热、电子束加热、感应加热等。

加热过程中，设备会监控和控制加热温度，以确保待镀膜物的温度在适宜的范围内。

当待镀膜物达到一定温度后，镀膜材料开始加入工作室。

镀膜材料以固体、液体或气体形式进入工作室，然后在真空的环境下蒸发、溅射或离子细化。

镀膜材料通过物理或化学反应与待镀膜物表面发生作用，形成所需的镀膜。

在镀膜过程中，设备通常还会设置有适当的控制装置，例如离子源、磁控溅射源等，来实现对镀膜材料的流量、能量等参数的精细控制。

这些控制装置有助于优化镀膜质量和性能。

最后，当镀膜完成后，设备会开始退室过程，将工作室内的气体重新排出，恢复大气压环境。

通常会通过相应的抽气装置将气体排出去，以确保工作室内的真空度降为正常大气压。

总之，真空镀膜设备通过抽空、加热、镀膜和退室等步骤实现对待镀膜物表面的镀膜。

通过控制镀膜材料的流量、能量等参数，可以实现对镀膜质量和性能的精细调控。

真空镀膜设备广泛应用于电子、光学、材料等领域，可以提供具有特殊功能和外观的表面涂层。

真空镀膜机⼯作原理及结构介绍真空镀膜机的原理和各部件分析真空镀膜机⼯作原理及结构介绍，真镀膜机是现在制造真空条件使⽤最为⼴泛的设备。

其有关构成及各部件：机械泵、增压泵、油分散泵、冷凝泵、真空丈量系统.真镀膜机原理真空镀膜机主要指⼀类需要在较⾼真空度下进⾏的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离⼦蒸发，磁控溅射，MBE分⼦束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。

主要思路是分成蒸发和溅射两种。

真空镀膜机各部分的组成⼀、真空主体——真空腔依据加⼯商品请求的各异，真空腔的⼤⼩也不⼀样，现在使⽤最多的有直径1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等，腔体由不锈钢资料制造，请求不⽣锈、坚实等，真空腔各部分有衔接阀，⽤来衔接各抽⽓泵浦。

⼆、辅助抽⽓系统此排⽓系统选⽤“分散泵+机械泵+罗茨泵+低温冷阱+polycold”构成排⽓流程为：机械泵先将真空腔抽⾄⼩于2.0*10-2PA摆布的低真空状况，为分散泵后继抽真空供给条件，以后当分散泵抽真空腔的时分，机械泵⼜配合油分散泵构成串联，以这么的⽅式完成抽⽓动作。

排⽓系统为镀膜机真空系统的重要部分，⾸要有由机械泵、增压泵(⾸要介绍罗茨泵)、油分散泵三⼤多数构成。

机械泵：也叫前级泵，机械泵是使⽤最⼴泛的⼀种低真空泵，它是⽤油来坚持密封效果并依托机械的⽅法不断的改变泵内吸⽓空腔的体积，使被抽容器内⽓体的体积不断胀⼤然后取得真空。

机械泵有很多种，常⽤的有滑阀式(此⾸要使⽤于⼤型设备)、活塞往复式、定⽚式和旋⽚式(此现在使⽤最⼴泛，这篇⽂章⾸要介绍)四种类型。

机械泵常常被⽤来抽除⼲燥的空⽓，但不能抽除含氧量过⾼、有爆炸性和腐蚀性的⽓体，机械泵通常被⽤来抽除永久性的⽓体，可是对⽔汽没有好的效果，所以它不能抽除⽔汽。

旋⽚泵中起⾸要效果的部件是定⼦、转⼦、弹⽚等，转⼦在定⼦⾥边但与定⼦不⼀样⼼轴，象两个内切圆，转⼦槽内装有两⽚弹⽚，两弹⽚中⼼装有绷簧，确保了弹⽚紧紧贴在定⼦的内壁。

真空镀膜机的原理和各部件分析真空镀膜机是⽬前制作真空条件应⽤最为⼴泛的真空设备，⼀般⽤真空室、真空机组、电⽓控制柜三⼤部分组成，排⽓系统采⽤“扩散泵+机械泵+罗茨泵+低温冷阱+polycold”组成。

真空镀膜机的工作原理真空镀膜机是一种常用于制备薄膜的设备，它通过在真空环境中沉积原子或分子来形成一层膜。

其工作原理如下：1. 真空环境的建立：首先，真空镀膜机会通过使用真空泵将工作室内的气体排出，以建立一个低压环境。

这个过程称为抽气。

一般来说，常见的压力范围为10^-3 Pa到10^-8 Pa。

2. 加热源：真空镀膜机通常配备一个加热源，用于提供能量以使膜材料在表面上蒸发并形成薄膜。

加热源可以是电阻丝、电子束或激光，具体取决于所使用的膜材料和制备过程。

3. 蒸发源：蒸发源是真空镀膜机中最重要的部分之一，它可以提供原子或分子，以用于形成薄膜。

常见的蒸发源包括热腔源、电子枪和离子束源。

蒸发源将膜材料加热至其蒸发温度，从而导致材料从固态直接转变为气态。

4. 材料输送：蒸发源会将蒸发的膜材料从源头输送到待沉积的基底表面。

材料输送系统通常由磁控溅射、电子束或离子束等技术组成。

这些技术可以控制蒸发材料的方向和速率，以确保均匀沉积在基底表面上。

5. 沉积过程：一旦膜材料进入基底表面，它会沉积在其表面形成一层膜。

膜的厚度可以通过控制蒸发源的蒸发速率和沉积时间来调节。

在膜沉积过程中，为了确保膜的质量，通常需要进一步优化膜的结构和性能。

6. 监测和控制：真空镀膜机需要一定的监测和控制系统来监测和控制各个参数，以确保薄膜的质量和均匀性。

常见的监测技术包括压力计用于测量真空度，光学薄膜监测仪用于测量膜的厚度和光学性能，以及温度传感器用于监测和控制加热源的温度。

7. 辅助设备：为了更好地实现膜的沉积，真空镀膜机还可以配备气体进料系统、冷却系统和旋转台等辅助设备。

气体进料系统用于控制腔体内的气氛，冷却系统用于冷却基底表面以帮助膜材料的沉积，旋转台用于改变基底表面的角度和位置。

总的来说，真空镀膜机的工作原理是通过将材料加热至其蒸发温度，产生的原子或分子在真空环境下在基底表面沉积，形成一层薄膜。

通过控制各个参数和使用适当的监测和控制系统，可以实现高质量和均匀的薄膜制备。

真空镀膜实验报告真空镀膜实验报告引言：真空镀膜技术是一种将金属薄膜沉积在基材表面的方法，通过控制沉积参数和真空环境，可以获得具有特殊功能和性能的薄膜材料。

本实验旨在探究真空镀膜技术的原理和应用，以及分析实验结果。

一、实验原理真空镀膜技术是利用真空环境下的物理或化学过程，在基材表面形成一层金属薄膜。

实验中，我们使用了蒸发镀膜的方法。

首先，将金属材料（如铝）置于真空腔体中的加热器内，然后加热金属材料，使其蒸发成气体。

蒸发的金属气体通过减压系统，进入到基材表面，形成金属薄膜。

二、实验步骤1. 准备基材：将需要镀膜的基材（如玻璃片）进行清洗和处理，以确保表面干净和平整。

2. 装置真空镀膜设备：将基材放置在真空腔体中，确保基材与蒸发源之间的距离适当，并调整真空度。

3. 加热蒸发源：打开加热器，将金属材料加热至蒸发温度，使其蒸发成气体。

4. 控制沉积速率：通过控制蒸发源的温度和真空度，调节金属气体的流量和速率，以控制金属薄膜的厚度和均匀性。

5. 结束镀膜：达到所需的薄膜厚度后，关闭加热器和真空泵，待系统冷却后取出基材。

三、实验结果与分析通过实验，我们成功制备了一层铝薄膜。

观察镀膜表面，可以发现薄膜均匀、光滑，并且与基材紧密结合。

这是因为在真空环境下，金属气体分子自由扩散，避免了空气中的杂质和氧化物对薄膜形成的干扰。

此外，薄膜的厚度也可以通过调节蒸发源的温度和时间来控制，实验中我们制备了不同厚度的铝薄膜。

四、应用前景真空镀膜技术在许多领域具有广泛的应用前景。

首先，它可以用于制备具有特殊功能的薄膜材料，如防反射涂层、导电薄膜、光学滤波器等，广泛应用于光学、电子、航空航天等领域。

其次，真空镀膜技术还可以用于改善材料的表面性能，如增加材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等。

此外，真空镀膜技术还可以用于制备纳米材料和纳米结构，用于研究纳米尺度下的物理和化学性质。

结论：通过本次实验，我们深入了解了真空镀膜技术的原理和应用。

实验结果表明，真空镀膜技术可以制备出具有特殊功能和性能的薄膜材料，并且具有广泛的应用前景。