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真空镀膜技术培训资料

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《真空镀膜基础知识》PPT课件

《真空镀膜基础知识》PPT课件

技术部技术员培训
☆☆☆涂装真空镀膜基础知识培训
整理课件
1
培训的五个阶段
真空镀膜的应用范围及应用现状 真空镀膜机原理 真空镀膜机设备图示 车灯镀膜基础流程 真空行业专业术语解释
整理课件
2
真空镀膜应用之范围：
光学
• 反射镜、增透膜、濾光片 • 天文望远镜、建筑玻璃、相机、灯具
电子电路 显示器 元件
整理课件
5
真空镀膜的原理
真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜的产 品，将被镀薄膜基材装在真空蒸镀机中，用真空泵抽真空， 使镀膜中的真空度达 到 1.3×10－2～1.3×10-3Pa,加 热坩锅使高纯度的铝丝（纯度99.99%）在 1200℃～ 1400℃的温度下溶化并蒸发成气态铝。气态铝微粒在移 动的薄膜基材表面沉积、经冷却还原即形成一层连续而光 亮的金属铝层。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。 需要镀膜的被成为基片 或基材，镀的材料（金属材料可以是金、银、铜、锌、铬、铝等，其
• 导电膜、绝缘膜、保护膜 • 逻辑元件、运算器、磁片、CCD • 透明导电膜、摄像管导电膜 • LCD、录像磁头 • 蒸发镍、铝、金属陶瓷 • 电阻、电容、影印机硒鼓
纺织品
• 装饰膜 • 金属花纹、金丝银丝线
模具 消费用品
• 刀具超硬膜
• 级面板、扶手、栏杆、不锈钢薄板、手机外 壳、香烟纸
整理课件
镀SIO保护膜
离子轰击
整理课件
10
来料检验
整理课件
11
净化除油
净化除油：使用 特殊的除油剂对 塑料制品进行除 油。
使用方法：将适 量的除油剂注入 容器内，先浸泡 1-3min，然后使 用干净除尘布对 塑料制品擦拭， 擦拭时间是产品 大小而定
真空镀膜(ncvm)工艺培训教材PPT课件

真空镀膜(ncvm)工艺培训教材PPT课件


颜色不纯
由于反应不完全或杂质污染，膜层可能呈 现出不纯或斑驳的颜色。
分析方法
X射线衍射(XRD)
能谱分析(EDS)
分析膜层的晶体结构和相组成。
附着力测试
对膜层进行元素分析，了解各元 素的分布和比例。
通过划痕、拉拔等试验测定膜层 与基材之间的附着力。
显微观察
通过金相显微镜观察膜层的微观 结构，了解其均匀性、孔隙和缺 陷。
05
真空镀膜(NCVM)问题与 解决方案
常见问题
表面粗糙度大
镀膜后的表面粗糙，影响外观和使用性能 。
膜层不均匀
镀膜过程中，由于气体流动、温度分布不 均或反应物供应问题，可能导致膜层在表 面分布不均。
附着力差
镀膜层与基材之间可能存在弱附着力，导 致镀膜容易剥落。
孔隙率过高
膜层中存在过多的孔隙，影响其防护和装 饰效果。
04
真空镀膜(NCVM)技术参 数与优化
工艺参数
真空度
真空镀膜过程中，需要控制真空室的 真空度，以确保膜层的均匀性和附着 力。
温度
镀膜过程中，基材的温度对膜层的附 着力和性能有影响，需根据不同材料 和镀膜要求进行温度控制。
镀膜时间
镀膜时间的长短直接影响膜层的厚度 和均匀性，需根据工艺要求进行精确 控制。
防护眼镜
保护操作人员的眼睛免受镀膜过程中产生的 有害物质和紫外线的伤害。
夹具
用于固定基材，确保其在镀膜过程中位置稳 定。
手套
保护操作人员的手部免受镀膜过程中产生的 有害物质和高温的伤害。
03
真空镀膜(NCVM)工艺流 程
前处理
表面清洗
使用有机溶剂和超声波清洗技术去除 工件表面的污垢、油脂和杂质，以确 保镀膜层的附着力。
真空镀膜设备操作培训

真空镀膜设备操作培训


关机 流程
三、镀膜主控界面说明(总貌画面）
三、镀膜主控界面说明(生产参数表）
三、镀膜主控界面说明(加热参数表）
三、镀膜主控界面说明(工艺参数表）
三、镀膜主控界面说明(分子泵分布）
三、镀膜主控界面说明(报警记录）
Thank You
报告完毕
放，立式放置一般通过弹片、夹扣固定基片。 9. 基片：膜层承受体。 10.试验基片（工艺片）：在镀膜开始、镀膜过程中或镀膜结束后用作测量和（
或）试验的基片。 11.沉积速率：在给定时间间隔内,沉积在基片上的材料量,除以该时间和基片表
面积。
一、名词解释
12.加热装置：在真空镀膜设备中,通过加热能使一个基片或几个基片达到理想温 度的装置。
13.冷却装置：在真空镀膜设备中,通过冷却能使一个基片或几个基片达到理想温 度的装置。
14.连续镀膜设备：被镀膜物件（单件或带材）连续地从大气压经过压力梯段进 入到一个或数个镀膜室，再经过相应的压力梯段，继续离开设备的连续式镀 膜设备。
15.真空泵：抽除气体，能使腔体达到设计的真空度。 16.阴极：靶材安装位置，兼工艺布气管入口。 17.阳极：非阴极区域。 18.工艺气体：镀膜所需冲入气体，常用的有氩气、氮气、氧气。 19.真空度：低于一个标准大气压。
4. 镀膜室：真空镀膜设备中实施实际镀膜过程的部件。 5. 溅射装置：包括靶和溅射所必要的辅助装置(例如供电装置,气体导入装置等
)在内的真空溅射设备的部件。 6. 靶材：母材，用来制取膜层的原材料。 7. 挡板：用来在时间上和(或)空间上限制镀膜并借此能达到一定膜厚分布的装
置；挡板可以是固定的也可以是活动的。 8. 基片架：可直接夹持基片的装置,别称夹具或治具,基片安装方式分平放、立
真空镀膜(ncvm)工艺培训教材

真空镀膜(ncvm)工艺培训教材

要求特别高之产品，一般通过涂三层UV来实现, 但因增加一道工序, 不良率、 产能会相应降低。
11
•二．真空镀膜的工艺特性:
• 9、生产过程时间局限性：因金属镀层长时间露置在空气 中会氧化发黑，不同材料氧化速度不同，其中锡镀层氧化速度最快，4H就会明显 发黑，另底漆UV静置时间如过长，漆膜太干也会影响镀膜层附着力。故底漆UV、 镀膜及面涂UV几个工序之间作业时间间隔依据实际作业经验一般限定在8-12H范 围内。
• 生产工序：
• 素材前处理->底涂UV ->镀膜->中涂UV ->面涂UV
• 1. 产品镀膜过程为真空环境,真空度极高。镀膜机内真空度1-5X10-
4T0RR（1TORR=1毫米水银柱高的压力,大气压为760TORR。我司镀膜机内真 空度1.3X10-3Pa）。 • * 镀膜机内气压极低, 产品中的添加剂、油脂、水分均会溢出, 所以产品注 塑时不可打脱模剂, 不可添加增塑剂, 不可直接加色粉成型。
• 我们今天主要介绍的是物理气相沉积法。由于
这种方法基本都是处于真空环境下进行的，因此称它们为
真空镀膜技术。
3
• 一．真空镀膜技术及设备两百年发展史(1805-2007)
•2>. 物理气相沉积法依据制作过程工艺不同又分为真空蒸发镀膜、磁控溅射镀膜 和离子镀膜。
•<a>.真空蒸发镀膜法：在真空室(镀炉)中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或 分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体(待镀产品)表面，凝结形成固态薄膜的方法 （加热源又分为电阻加热源、电子束（枪）蒸发源、激光束蒸发源等）。 •<b>.磁控溅射镀膜法：在与靶材(待镀金属原材料，一般制作成圆筒形，靶束状故称靶 材) 平行的方向上施加磁场，利用电场与磁场正交的磁控原理使高速粒子(电子)在低温状态 下轰击靶材表面，使靶材金属原子从表面射出沉积在固体（待镀产品）表面形成金属膜层。 •<c>.离子镀膜法：是1963年美国Sandia公司首先提出来的，是在真空蒸发和真空溅射技术 基础上发展起来的一种镀膜技术。它是在真空条件下应用气体放电实现镀膜的。即在真空室 （镀炉）中使气体或蒸发物质电离，在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，同时将蒸发物 或其反应物蒸镀在产品上。膜材气化方法有：电阻加热、电子束加热、阴极孤光放电加热。 气体分子或原子的离化和激活方式有：辉光放电型、电子束型、热电子型等离子电子束型及 高真空电弧放电型。奥科使用的方法是：利用电阻加热使膜材气化，被镀产品做为阴极，利 用高电压电流辉光光放电将充入的气体（氩气Ar）离化。离子镀膜附着力最高。
培训系列之真空镀膜技术基础

培训系列之真空镀膜技术基础


真空镀膜技术的材料
金属材料：如金、银、铜等，具有良好的导电性和反射性
非金属材料：如碳、氮、氧等，可以用于制造各种薄膜
陶瓷材料：如氧化铝、氧化硅等，具有较高的硬度和耐腐蚀性
玻璃材料：如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等，具有较好的透过性和化学 稳定性
高分子材料：如聚乙烯、聚四氟乙烯等，具有较好的柔韧性和耐候性
真空镀膜技术的基本原理是利用 物理或化学方法，将材料从蒸发 源或溅射源中蒸发或溅射出来， 然后在真空中沉积到基底表面。
空镀膜技术的应用领域
光学应用：提高光学元件的 透过率和反射率
电子应用：提高电子元件的 导电性和绝缘性
装饰应用：为金属表面赋予 美丽的外观和耐腐蚀性
机械应用：提高机械零件的 硬度和耐磨性
薄膜质量高：真空镀膜技术可以获得高质量的薄膜，具有高纯度、高密度和良好的 均匀性。
适用范围广：真空镀膜技术可以应用于各种材料表面，如金属、陶瓷、玻璃等，并 且可以制备多种功能的薄膜，如金属膜、介质膜、半导体膜等。
操作简便：真空镀膜技术操作简单，易于控制，可以连续稳定地生产高质量的薄膜。
环保性好：真空镀膜技术是一种环保型的生产技术，不会产生有害物质，对环境和 人体健康没有负面影响。
真空技术：真空镀膜技 术的基本原理是利用真 空技术，在真空环境下 进行薄膜的沉积。
薄膜沉积：在真空环境 下，通过蒸发、溅射、 化学气相沉积等方法， 将材料沉积在基底表面 形成薄膜。
物理过程：薄膜的 沉积过程涉及物理 和化学过程，如分 子运动、表面吸附、 化学反应等。
薄膜特性：真空镀膜技 术可以制备出具有优异 性能的薄膜，如高硬度、 高耐磨性、高耐腐蚀性 等。
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真空镀膜技术基 础
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真空镀膜知识培训

真空镀膜知识培训


五、真空镀膜工艺
根据真空镀膜气相金属产生和沉积
方式，塑料真空镀膜的方法主要分为热 蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法。
蒸发镀膜和磁控溅射镀膜工艺的示意图：
基材
靶 电源
窗
蒸发源
等离子体
基材
泵 气体 蒸发镀 泵 溅射镀
真空蒸发镀膜法
真空蒸发镀膜法就是在1.3×10-2~ 1.3×10-3pa (10-4~10-5Torr)的真空中以电阻加热镀膜材料，使 它在极短时间内蒸发，蒸发了的镀膜材料分子沉 积在基材表面上形成镀膜层。真空镀膜室是使镀膜 材料蒸发的蒸发源，还有支承基材的工作架或卷绕 装置都是真空蒸发镀膜设备的主要部分。镀膜室的 真空度、镀膜材料的蒸发速率、蒸发距离和蒸发源 的间距，以及基材表面状态和温度等都是影响镀膜 层质量的因素。
八、真空镀膜机操作工艺流程：
首先开水、电、气→总电源→开维持 泵→开扩散泵加热→开粗抽泵 →开预抽阀 →关预抽阀→开粗抽阀→开罗茨泵→如有 离子轰击，开轰击30秒，关轰击→ 开真空 计→当真空到6.0—7.0pa时，关粗抽阀→ 开前置阀→开精抽阀，当真空达到7×10 3pa，开转架→开始镀膜操作→镀膜完毕后， 关闭真空计、离子源→关精抽阀，前置阀 →关罗茨泵→开充气阀，取件→上料，反 复开始操作。
镍-铁，铁-钴，金-银-金等。金属化合物型的镀 膜材料有：SiO2 、 Ti3O5 、 SnO2 、MgF2 、 ZnS等。 在众多镀膜材料中，以铝材的应用最多，这是因 为铝在真空条件下，蒸发湿度较低，易操作。铝镀膜 层对塑料的附着力强，富有金属光泽；铝镀膜层还能 够遮蔽紫外线，对气体阻隔性也很好。另外，高纯度 的铝价格比较便宜，这是其他镀膜材料所不及的。铝 的反射率高，厚度40nm铝镀膜层的反射率达90%。
真空镀膜基础知识培训

真空镀膜基础知识培训

真空镀膜基础知识培训
沈阳法雷奥车灯有限公司
工艺工程师：孙成志
July 2013 I 1
July 2013
目录:
为什么需要真空？ 实现加工的目的 需要实现不同的工艺
真空的基础 什么是真空？ 如何获得真空？
真空蒸发镀膜原理 真空蒸镀 物理气相沉积 离子清洗与离子轰击
机器的设计 单个腔体的 多个腔体的
July 2013 I 2
立式双腔体
July 2013 I 27
镀膜质量
质量检测：薄膜性能 附着力：划格实验（百格）在铝层表面划1mm*1mm 100个小方格，深至基材 粘贴3M810胶带压实，等待5分钟，胶带沿90°向上迅速剥离。 结果无脱落 耐腐蚀性：1%NaOH溶液在常温下15分钟 结果铝层无变化
July 2013 I 28
July 2013 I 38
镀铝笼架
1，不同类型有不同的设计要求：
卧式笼架
立式笼架
July 2013 I 39
镀铝笼架
2，不同类型有不同的设计要求：
→ 通过改变产品定位，改善产品质量
July 2013 I 40
镀膜常见缺陷
缺陷
原因
解决措施
附着力NG
对产品进行前处理（酒精擦拭、清理磨 产品表面油污
可以提供一个清洁的表面
July 2013 I 7
真空基础知识
真空量度单位
1标准大气压=760mmHg=760(Torr) 1标准大气压=1.013x105 Pa 1Torr=133.3Pa 1mbar=100Pa
水银柱， 1N/M2=1Pa
July 2013 I 8
真空基础知识
工业上把压力低于大气压的气体空间称为真空，习惯上又把真空分为低真空、 中真空、高真空、超高真空、极高真空。
《真空镀膜技术》课件

《真空镀膜技术》课件

镀膜时间
镀膜时间过长或过短都会影响薄膜的 质量和性能，需要根据工艺要求进行 选择。
04
真空镀膜技术的研究进展
高性能薄膜材料的制备与应用
高性能薄膜材料的制备
随着科技的发展，真空镀膜技术已经能够制备出具有优异性能的薄膜材料，如金刚石薄膜、类金刚石 薄膜、氮化钛薄膜等。这些高性能薄膜材料在刀具、模具、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
详细描述
金属薄膜主要用于制造各种电子器件，如集 成电路、微电子器件、传感器等。通过在电 子器件表面镀制金属薄膜，可以起到导电、 导热、抗氧化等作用，提高电子器件的性能 和稳定性。此外，金属薄膜还可以用于制造
磁性材料，如磁记录介质、磁流体等。
功能薄膜的制备与应用
要点一
总结词
功能薄膜在真空镀膜技术中具有广泛的应用前景，可用于 制造各种新型材料和器件。
VS
面临的挑战
尽管真空镀膜技术具有广泛的应用前景和 巨大的发展潜力，但仍面临许多挑战和难 点。例如，如何提高薄膜的附着力和稳定 性、如何降低生产成本和提高生产效率等 。
05
真空镀膜技术的应用实例
光学薄膜的制备与应用
总结词
光学薄膜在真空镀膜技术中具有广泛应用， 主要用于提高光学器件的性能和降低光损失 。
光学领域
用于制造光学元件，如反射镜 、光学窗口等，提高其光学性 能和抗磨损能力。
建筑领域
用于建筑玻璃、陶瓷等材料的 表面装饰和防护，提高其美观 度和耐久性。
02
真空镀膜技术的基本原理
真空环境的形成与维持
真空环境的形成
通过机械泵、分子泵、离子泵等抽气 设备，将容器内的气体逐渐抽出，形 成真空状态。
关闭加热系统和真空泵， 完成镀膜过程。
真空溅射镀膜技术(资料参考)

真空溅射镀膜技术(资料参考)

2. 溅射是指荷能粒子轰击(固体表面），使(固体原子或分子）从表面 射出的现象。 利用溅射现象沉积薄膜的技术叫(溅射镀膜)。
3中性原子在室温下的热运动能约为(0.026eV);
4蒸发源蒸发出来的原子能量约(0.1eV)。
5、溅射镀膜的特点正确的是:(A,B,C,D)
A.任何物质均可以溅射，尤其是高溶点，低蒸气压的元素和化合物。
薄膜技术是表面工程三大技术之一。一般 把小于25um大于100nm的膜层称为薄膜，大于 25um的膜层称为厚膜。小于100nm的膜层称为 纳米薄膜。
真空镀膜是薄膜技术的最具潜力的手段， 也是纳米技术的主要支撑技术。所谓纳米技术， 如果离开了真空镀膜，它将会失去半壁江山。
培训知识#
3
1. 真空镀膜分为(蒸发镀膜 ) 、(离子镀膜 )、(溅射镀膜 )和(化学气相沉积 )四种 形式,按功能要求可分为(装饰性镀膜)和(功能性镀膜)。
b. 对一个纯金属靶来说，它的表面会有一层(氧化 物)，要想获得纯金属膜，必须将这层氧化物去掉；
c. 对合金或化合物靶，也必须作(预溅射)，使靶 面露出新材料。
培训知识#
4
2.荷能粒子 是指具有一定动能的电子、光子、重粒子 （质子、中子、离子、原子）。 如果它们以足够的能量与固体表面碰撞，
但又不足以发生核反应，这时所发生的种种次 级反应是近代真空技术感兴趣的内容。
轻的溅射和原子位移。
4）溅射出的原子能量在5-40eV,
5）溅射时入射原子的能量一般在30-3000eV;
6）离子镀中轰击离子的能量一般在50-5000eV。
7）入射粒子能量在3×104-106eV主要发生非弹
性碰撞ห้องสมุดไป่ตู้高激发能级变得很普遍，电离作用明显，
教育训练-真空镀膜培训讲学

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2020/9/28
12
1.6蒸 發 源 (Evaporation Sources)
目前有兩種廣泛被使用之蒸發源型式 (1) Thermal evporation (2) electron beam evporation
(1) Thermal evporation 是 其 中 最 常 使 用 之 蒸 發 源 即 為 直 接 加 熱 昇 華 材 料 之 形 式 , 採 用 坩 堝 (Crucible) 舟 (boat) 及 線 圈 (wire coil) 來 盛 接 蒸 發 材 料 件 , 然 後利用外部之電流通過加熱直接昇華之方式
2020/9/28
10
以下將簡略說明: 阻 擋 : 為 一 項 用 於 凝 縮 (condense) 泵 浦 流 氣 体 化 與
流 体 回 流 至 泵 浦 沸 騰 器 (boiler) 之 誤 置 陷 阱 : 則 為 針 對 泵 浦 中 氣 相 (Vapor) 之 物 質 作 凝 縮
(condense) 捕 捉 之 用
2020/9/28
4
一般而言真空可以定義為
10 W VACUUM (10 TO 10 Pa) medium vacuum (10 TO 10 Pa) High Vacuum (10 TO 10 Pa) Very High Vacuum (10 TO 10 Pa)
(760 to 25 torr) (25 to 0.75 milli torr) (10 to 10 torr) (10 to 10 torr)
裝 置 (device)、光 學 薄 膜 (Optical films) , 一 如 保 護 或 裝飾 用 之 覆 膜 (Coating) , 薄 膜 之 程 序 總 共 可 分 為 三 大類 :
真空镀膜技术教育训练

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五、蒸鍍與濺鍍製程上運用之差異
素材形狀:平 面:濺鍍 立體複雜:蒸鍍
鍍膜材質之要求:皆多樣化 半透光均勻度:平 面:濺鍍
立體複雜:蒸鍍 鍍膜方向:單方向性:濺鍍
立體複雜:蒸鍍
六、常見的外觀裝飾性PVD之製程
配合噴塗之鍍膜(Base coat+VM+Top coat)
素材直接鍍膜(RF+VM+Top coat) 其他
1 torr≈133.322 Pa
3.2 蒸鍍(Evaporation)原理
關於鍍膜的形成，首先利用強大電流將鍍膜源 (鎢絲) 加熱，然後把掛在鎢絲上的鍍材(鋁片或鋁線)熔解。 鋁材從而蒸發、飛散到各方面並附著於被鍍件上。熔 解的鋁為鋁原子，以不定形或液體狀態存在並附著於 被鍍件上，經冷卻結晶後從而變為鋁薄膜。
2.銘版 3.數位相機自拍鏡 4.半透光燈罩
七、蒸鍍配合其他製程之運用
搭配印刷(移印/熱轉印) 搭配雷雕(Laser Etching) EMI(防電磁波)
Any Questions
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蒸鍍(Evaporation)
Substrate Cloud Material Vacuum chamber
Heater
3.1 真空度定義
1.1真空度:
在一大氣壓的狀態下,一莫爾之氣體佔有22.4公升的空間,
相當於1cm3的空間內有1019氣體分子,氣體對氣壁碰撞會產生壓 力 .當密閉空間內氣體殘留越少時,真空度越高,氣體金屬原子和 離子運動的速度越快,撞擊或沉積於工件上的原子越多.真空度單 位以torr為單位.
1.2真空度的分類:
1.2.1低真空度:760torr~1*10-2torr
1.2.1中真空度:1*10-2torr~1*10-4torr

真空镀膜技术_第08讲：真空系统设计

第八讲：真空系统设计[简介]:真空应用设备种类繁多，但无论何种真空应用设备都有一套排除被抽容器内气体的抽气系统，以便在真空容器内获得所需要的真空条件。

举例来说：一个真空处理用的容器，用管道和阀门将它与真空泵连接起来，当真空泵对容器进行抽空时，容器上要有真空测量装置，这就构成了一个最简单的真空抽气系统(如图1)。

一、真空系统的组成真空应用设备种类繁多，但无论何种真空应用设备都有一套排除被抽容器内气体的抽气系统，以便在真空容器内获得所需要的真空条件。

举例来说：一个真空处理用的容器，用管道和阀门将它与真空泵连接起来，当真空泵对容器进行抽空时，容器上要有真空测量装置，这就构成了一个最简单的真空抽气系统(如图1)。

图1所示的最简单的真空系统只能在被抽容器内获得低真空范围内的真空度，当需要获得高真空范围内的真空度时，通常在图1所示的真空系统中串联一个高真空泵。

当串联一个高真空泵之后，通常要在高真空泵的入口和出口分别加上阀门，以便高真空泵能单独保持真空。

如果所串联的高真空泵是一个油扩散泵，为了防止大量的油蒸气返流进入被抽容器，通常在油扩散泵的入口加一个捕集器——水冷障板(如图2所示)。

根据要求，还可以在管路中加上除尘器、真空继电器规头、真空软连接管道、真空泵入口放气阀等等，这样就构成了一个较完善的高真空系统。

凡是由两个以上真空泵串联组成的真空系统，通常都把抽低真空的泵叫做它上一级高真空泵的前级泵(或称前置泵)，而最高一级的真空泵叫做该真空系统的主泵，即它是最主要的泵，被抽容器中的极限真空度和工作真空度就由主泵确定。

被抽容器出口到主泵入口之间的管路称为高真空管路，主泵入口处的阀门称为主阀。

通常前级泵又兼作予真空抽气泵。

被抽容器到予抽泵之间的管路称为予真空管路，该管路上的阀门称为予真空管道阀。

主泵出口到前级泵入口之间的管路称为前级管道，该管路上的阀门称为前级管道阀，而软连接管道是为了隔离前级泵的振动而设置的。

总起来说，一个较完善的真空系统由下列元件组成：1．抽气设备：例如各种真空泵；2．真空阀门；3．连接管道；4．真空测量装置：例如真空压力表、各种规管；5．其它元件：例如捕集器、除尘器、真空继电器规头、储气罐等。

《真空镀膜》课件


21世纪初
随着新材料和新技术的应 用，真空镀膜技术不断发 展和创新，应用领域越来 越广泛。
02
真空镀膜技术原理
真空环境的建立
真空环境的必要性
为了使镀膜材料在基片上形成连续、 无缺陷的膜层，需要创造一个低气压 的真空环境，以减少气体分子的阻碍 和干扰。
真空获得技术
真空检测与监控
使用真空计对镀膜室的真空度进行实 时监测，确保镀膜过程的稳定性和重 复性。
薄膜制备技术
采用物理气相沉积或化学气相沉积等方法，在超导材料表面形成连 续、均匀的薄膜。
薄膜性能优化
通过调整薄膜的成分、结构和厚度等参数，提高超导薄膜的性能和 稳定性。
装饰薄膜的制备
金属质感膜
01
通过真空镀膜技术在塑料或玻璃表面形成具有金属质感的装饰
膜，提高产品的外观和档次。
彩色膜
02
根据不同的颜色需求，在材料表面形成各种颜色的装饰膜，实
包括加热元件、控温装 置等，用于加热膜料和
蒸发沉积。
控制系统
包括各种传感器、控制 器、执行器等，用于监 测和控制设备的运行状
态。
供气系统
包括气瓶、气体流量计 、减压阀等，用于提供 反应气体和保护气体。
真空镀膜工艺流程
清洁处理
对基材表面进行清洗，去除油污和杂质。
预处理
对基材表面进行活化，提高其附着力和润湿性。
通过机械泵、分子泵、涡轮泵等抽气 设备，将镀膜室内的气体抽出，达到 所需的真空度。
镀膜材料的蒸发与输运
蒸发源的选择
根据镀膜材料的性质，选 择合适的蒸发源，如电阻 加热、电子束加热、激光 加热等。
蒸发过程控制
通过调节蒸发源的功率和 温度，控制镀膜材料的蒸 发速率，以获得所需的膜 层厚度和成分。

培训系列之真空镀膜技术基础

蒸发温度取决于镀膜材料的性质和所需的薄膜厚度形成高质量的薄膜，需要采用适当的蒸发源和控制技术。
在真空环境中，凝结在基材表面的镀膜材料分子通过聚集形成连续的薄膜。
薄膜的形成是一个动态过程，受到镀膜材料的性质、基材的温度和表面特性、蒸发速率等因素的影响。
用于制造集成电路、太阳能电池等，具有半导体特性。
半导体薄膜
用于散热、隔热等，具有良好的导热性能。
导热膜
用于生物医疗领域，如人工关节、生物传感器等。
生物薄膜
彩色膜
通过镀制不同颜色的薄膜，实现装饰和美化的效果。
THANKS
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真空镀膜技术的起源可以追溯到20世纪初，当时主要是为了解决光学仪器的表面处理问题。
随着科技的不断进步，真空镀膜技术逐渐发展成为一种广泛应用的表面处理技术，涉及的领域也日益扩大。
目前，真空镀膜技术已经成为了新材料、新能源、电子信息等领域的核心技术之一。
光学领域
装饰领域
半导体制造领域
新能源领域
01
02
与先进制造技术的结合
02
真空镀膜技术在先进制造领域如航空航天、汽车、电子等领域的应用越来越广泛，与其他制造技术的结合可以进一步提高产品的性能和可靠性。
与新材料技术的结合
03
新材料技术的发展为真空镀膜提供了更多的选择和应用空间，如新型陶瓷、高分子材料等。
05
CHAPTER
真空镀膜技术的应用实例
通过在光学元件表面镀制一层特定厚度的薄膜，减少光的反射，提高透射率。
减反射膜
增透膜
滤光片
增加光学元件的透光率，减少反射损失。
通过镀制不同材料和厚度的多层薄膜，实现特定波段的透射和反射。
03
02

真空镀膜(ncvm)工艺培训教材教案资料

• 生产工序：
• 素材前处理->底涂UV ->镀膜->中涂UV ->面涂UV
• 1. 产品镀膜过程为真空环境,真空度极高。镀膜机内真空度1-5X10-
4T0RR（1TORR=1毫米水银柱高的压力,大气压为760TORR。我司镀膜机内真 空度1.3X10-3Pa）。 • * 镀膜机内气压极低, 产品中的添加剂、油脂、水分均会溢出, 所以产品注 塑时不可打脱模剂, 不可添加真空镀膜技术1805年开始探索研究,19世纪一直处于探索,预研阶段。 20世纪后50年(1950年后)获得腾飞,其发展历程摘要如下:
• 1805年 开始研究接触角与表面能的关系。 • 1817年 透镜上形成减反射膜。 • 1904年 圆筒上溅射镀银获得专利。 • 1946年 用X射线吸收法测量薄膜的厚度,英国Good Fellow公司成立,紧接着1947年200英寸
望远镜镜面镀铝成功。 • 1947年 美国国家光学实验室（DCLI）建立，用光透过率来控制薄膜的厚度。 • 1950年 溅射理论开始建立,半导体工业开始起步,各种微电子工业开始起步,塑料装饰膜开始出
现。 • 1953年 美国真空学会成立，以卷绕镀膜的方法制成抗反射的薄膜材料(3M公司)。 • 1954年 开始研制新型真空蒸发式卷绕镀膜机（德国Leybold莱宝公司）。 • 1956年 美国第一台表面镀有金属膜的汽车问世（Ford 汽车公司）。 • 1957年 美国真空镀膜学会成立，真空镀镉方法被航空工业所接受。 • 1959年 磁带镀膜设备研制成功（Temescal公司）。 • 1963年 开始研制部分暴露大气的连续镀膜设备，离子镀膜工艺研制成功， • 20世纪70年代 (1970年后）各种真空镀膜技术的应用全面实现产业化，薄膜技术的发展进入

真空镀膜技术培训课件：真空蒸镀铝膜、高反射金属膜、法布里-珀罗干涉仪

实验镀的铝膜：在整个光谱区域（紫外、可见、 红外）都有较高的反射率，对光的入射角和偏振 态不敏感，成本低，易于蒸发，与玻璃的结合力 强。但其缺点是不耐久，铝膜材质较软而且容易 氧化，反射率相对较低。通常用于背反射膜，当 用于前反射膜时， 一般其表面必需镀上保护膜， 也可以镀上金属或非金属膜来提高在特定波长的 反射率。
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真空镀膜在光学领域及轻工包装领域及纳米材 料领域里有广泛的适用空间，并且又有许多的新型 真空镀膜技术不断出现。因此，真空镀膜将在以后 有更大的发展前景。
虽然真空镀膜的装置已经发生了很大的变化， 但是它的基本原理及各部分的基本功能仍然没有改 变。
真空镀膜的实验原理比较简单，但实验具体操 作起来有很多注意事项。另外由于镀膜非常薄，要 求的工艺也比较高，除了主要装置真空室外还需要 其他较多辅助装置如：测厚装置、清洗装置、冷却 装置等等。
真空镀膜技术培训课 件
1
一、镀膜技术的历史
化学镀膜
保护膜 1817年减反射膜
1930年出现了油扩散泵－机械泵抽气系统 （条件）
真空镀膜
蒸镀
1935年单层减反射膜 1938年双层减反射膜 1965年三层减反射膜 1937年通用公司第一盏镀铝灯 1939年介质薄膜型干涉滤管片
1970年出现磁控溅射技术 磁控溅射 1975年磁控溅射设备商品化
80年代后磁控溅射技术工业化 2
二、真空蒸镀铝膜
原理：
即在真空中将蒸镀材料加热蒸发产生蒸气， 使其附着在基板上凝聚成薄膜。真空蒸镀属 于物理气相沉积法。
内容：
在两块玻璃上镀制高反射铝膜，将其组装成 法布里－珀罗干涉仪 ，并观察氢光谱的干涉 条纹。高反射膜镜组成的谐振腔是法布里－ 珀罗干涉仪的重要组成部分。
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Gas ionizes - forms a plasma
Ions move in plasma
Ions hit the target and knock off atoms
Target atoms land (condense) on substrate to form a thin film
Energy
各種物理氣相沈積法之比較
蒸鍍(Evaporation)原理
蒸鍍(Evaporation)原理
鎢絲 鎢舟 鉬舟
蒸鍍(Evaporation)原理
濺鍍(Sputter)
Material Plasma Substrate
PLASMA
物質的第四態
什麼是電漿
藉由外加的電場能量來促使氣體內的電 子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子， 由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊 後會產生離子與另一帶能量的加速電子， 這些被釋出的電子，在經由電場加速與 其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進 而使氣體產生崩潰效應(gas breakdown)，形成電漿狀態。
電漿性質
1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態， 也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密 度是相同的。
2.因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比 一，因此電漿呈現電中性。
3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有 一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿， 乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做 「電漿的群體效應」。
濺鍍(Sputter)原理
Takes place in a vacuum chamber
Gas is injected in chamber
Electrical charge is formed between the substrate and cathode
Target Material (Cathode)
Heater
Material Plasma
Substrate
蒸鍍與濺鍍常見類型
蒸鍍(Evaporation)
Substrate Cloud Materialtion)原理
蒸鍍(Evaporation)原理
蒸鍍(Evaporation)原理
蒸鍍(Evaporation) 濺鍍(Sputtering)
真空電鍍簡介
被鍍物與塑膠不產生化學反應 環保製程；無化學物污染 可鍍多重金屬 生產速度快 可對各種素材加工 屬低溫製程
最常見的PVD製程
1 Evaporation
2 Sputtering
Substrate Cloud Material Vacuum chamber
Substrate Cloud Material Vacuum chamber
Heater
Material Plasma
Substrate
薄膜沈積(Thin Film Deposition)
在機械工業、電子工業或半導體工業領域， 為了對所使用的材料賦與某種特性在材料表 面上以各種方法形成被膜（一層薄膜），而 加以使用，假如此被膜經由原子層的過程所 形成時，一般將此等薄膜沈積稱為蒸鍍（蒸 著）處理。採用蒸鍍處理時，以原子或分子 的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜，因此可 以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構 造及功能的被膜。
PlaGsamsa
Substrate
Vacuum pump
In-line Sputtering System
In Loading Plasma Sputtering Buffer Unloading Out robot chamber treatment chamber chamber chamber robot
Sputtering Process
Loading
Buffer
Sputtering Buffer Unloading Out
Chamber Chamber Chamber Chamber Chamber
Target
Magnetic Field Lines
Target Erosion
濺鍍製程技術的特點
真空鍍膜技術
塑膠外觀金屬化製程簡介
蒸鍍(Evaporation) &
濺鍍(Sputter)
Film Deposition
1 Spraying
Substrate Material
2 Electroplating
Anode
Cathode
Material Substrate
3 Evaporation 4 Sputtering
薄膜沈積的兩種常見的製程
物理氣相沈積--PVD （Physical Vapor Deposition）
化學氣相沈積CVD （Chemical Vapor Deposition）
薄膜沈積機制的說明圖
物理氣相沈積--PVD
（Physical Vapor Deposition）
PVD顧名思義是以物理機制來進行薄膜 堆積而不涉及化學反應的製程技術，所 謂物理機制是物質的相變化現象
4.具有良好的導電性和導熱性。
濺鍍(Sputter)原理
1. Ar 氣體原子的解離 Ar Ar+ ＋ e－
2. 電子被加速至陽極，途中產生新 的解離。
3. Ar 離子被加速至陰極撞擊靶 材，靶材粒子及二次電子被擊出， 前者到達基板表面進行薄膜成長， 而後者被加速至陽極途中促成更 多的解離。
真空蒸鍍 熱能 可提高 原子、離子 佳
佳 可 可 可 很低0.1~0.5eV 通常不可以 通常無 可 1.67~1250
濺射蒸鍍 動能 快 原子、離子 良好
優 可 可 可 可提高1~100eV 可，或依形狀不可 可 通常無 0.17~16.7
離子蒸鍍 熱能 可提高 原子、離子 良好，但膜厚分佈不均
佳 可 可 可 可提高1~100Ev 可 可 可，或無 0.50~833
成長速度快 大面積且均勻度高 附著性佳可改變薄膜應力 金屬或絕緣材料均可鍍製 適合鍍製合金材料
各種PVD法的比較
PVD蒸鍍法 粒子生成機構 膜生成速率 粒子 蒸鍍均勻性
複雜形狀
平面 蒸鍍金屬 蒸鍍合金 蒸鍍耐熱化合物 粒子能量 惰性氣體離子衝擊 表面與層間的混合 加熱（外加熱） 蒸鍍速率10-9m/sec