真空溅射镀膜技术

第46卷第2期2009年3月真空VACUUMVol.46,No.2Mar.2009

收稿日期：2008-09-03作者简介：余东海（1978-），男，广东省广州市人，博士生联系人：王成勇，教授。*基金项目：国家自然科学基金（50775045）；东莞市科技计划项目（20071109）。磁控溅射镀膜技术的发展

余东海，王成勇，成晓玲，宋月贤（广东工业大学机电学院，广东广州510006）摘要：磁控溅射由于其显著的优点应用日趋广泛，成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，相应的溅射技术与也取得了进一步的发展。非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布，提高了膜层质量；中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象，消除靶中毒和打弧问题，提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率；改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率；高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域。关键词：镀膜技术；磁控溅射；磁控溅射靶中图分类号：TB43文献标识码：A文章编号：1002-0322（2009）02-0019-07Recentdevelopmentofmagnetronsputteringprocesses

YUDong-hai,WANGCheng-yong,CHENGXiao-ling,SONGYue-xian(GuangdongUniversilyofTechnology,Guangzhou510006,China)

Abstract:Magnetronsputteringprocesseshavebeenwidelyappleedtothinfilmdepositionnowadaysinvariousindustrialfieldsduetoitsoutstandingadvantages,andthetechnologyitselfisprogressingfurther.Theunbalancedmagnetronsputteringprocesscanimprovetheplasmadistributionindepositionchambertomakefilmqualitybetter.Themedium-frequencyandpulsedmagnetronsputteringprocesescanefficientlyavoidthehysteresisduringreactivesputteringtoeliminatetargetpoisoningandarcing,thusimprovingthestabilityanddepositingrateinpreparingthincompoundfilms.Higherutilizationoftargetcanbeobtainedbyimprovedtargetdesign,andthehigh-speedsputteringandself-sputteringprovideanewfieldofapplicationsinmagnetronsputteringcoatingprocesses.Keywords:coatingtechnology;magnetronsputtering;magnetronsputteringtarget

高新技术　

真空镀膜技术的现状及发展　

李毅　

（广西地凯光伏能源有限公司）　

【摘要】真空镀膜技术最早出现于２ｏ世纪３ｏ年代，一直到　

７Ｏ年代才取得了较大发展。随着塑料装饰镀膜的不断发展以及塑料　

代金属制品研发，真空镀膜技术更多地应用在塑料金属化制品中。　

真空镀膜涂料对真空镀膜技术的发展有着至关重要的作用，其性能　

将直接影响产品的性能。本文将主要围绕真空镀膜技术的现状及发　

展展开论述。　【关键词】真空镀膜技术；底漆；面漆；涂料　

在塑料制品上进行真空镀膜能够给予塑料制品金属外观、高附　

加值、耐磨性增强等综合性能，这项技术能够广泛地应用在灯具、　

零件、化妆品盒以及汽车装饰零件等领域。真空镀膜涂料主要分为　

传统溶剂型真空镀膜涂料和紫外光固化真空镀膜涂料两大类。下面　

主要对底漆、面漆以及真空镀膜涂料进行详细地分析。　

１底漆　

底漆不仅能够提高金属镀膜的附着力以及金属光泽等各种指　

标，同时还能有效地减少在真空镀膜的过程中系统所承受的负担。　

如果将塑料当作镀膜的基材，只有少数的集中塑料不用涂装，其与　

型号的塑料都应该在进行真空镀膜之前对其表面进行涂装处理。底　

漆作用体现在以下两个方面：一是能够有效地增加材料的光亮度；　

二是可以提高镀膜的附着力。由于塑料模具不够光滑，所以其粗糙　

程度基本都大于Ｏ．５微米，镀膜层厚度基本小于０．２微米，因此，仅　

仅依靠镀膜层是无法掩盖材料表面的粗糙缺陷，根据物理学中的光　

反射原理可知，在受到光照时，会出现漫反射，从而会丧失表面的　

技术光泽。所以，可以通过在塑料的表层涂抹１０－２０微米厚的底漆的　

方式有效的遮盖材料表面的缺陷，由于底漆的粗糙度比基材的粗糙　

度小，所以涂上底漆在一定程度上能够提升金属镀膜层的光亮程度。　

另外，塑料基材通常含有易挥发的低分子物质，在真空或者较低温　

度的条件下很有可能造成分子的挥发，结果导致真空镀膜室的环境　

不断恶化，极大地增加系统的负担，严重时甚至影响真空镀膜系统　

真空溅射镀膜原理

真空溅射镀膜是一种常见的表面改性技术，通过在真空环境下，利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子脱离并沉积在基底材料上，从而形成一层薄膜。

真空溅射镀膜的基本原理是利用电弧、离子束或磁控溅射等方式产生高能粒子，这些粒子以高速撞击靶材表面，使其表面的原子或分子受到能量激发并脱离。这些脱离的原子或分子会沿着各个方向扩散，并最终沉积在基底材料上，形成一层均匀的薄膜。

在真空中进行溅射镀膜的主要原因是避免氧气、水蒸气等气体中的杂质对溅射过程的干扰。在真空环境下，氧气等气体的压力远低于大气压，杂质的浓度也相应较低，因此可以有效减少薄膜杂质的含量，提高薄膜的纯度。

真空溅射镀膜技术广泛应用于各个领域，例如光学镀膜、电子器件制造、材料改性等。通过选择不同的靶材和基底材料，可以制备出各种具有不同功能和性质的薄膜材料，例如金属薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜等。

综上所述，真空溅射镀膜是一种利用高能粒子撞击靶材表面，使其原子或分子脱离并沉积在基底材料上的技术。通过在真空环境下进行溅射，可以获得纯度较高的薄膜材料，具有广泛的应用前景。

真空镀膜技术

真空镀膜技术是一种先进的表面处理技术，它可以在各种材料表面上形成一层薄膜，从而改变其物理、化学和光学性质。这种技术已经广泛应用于电子、光学、航空航天、汽车、医疗和建筑等领域，成为现代工业中不可或缺的一部分。

真空镀膜技术的原理是利用真空环境下的物理和化学反应，将金属、合金、陶瓷、聚合物等材料蒸发或溅射到基材表面上，形成一层薄膜。这种薄膜可以具有不同的功能，如增强材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、光学透明性等。真空镀膜技术可以通过控制薄膜的厚度、成分和结构来实现不同的功能。

真空镀膜技术的应用非常广泛。在电子领域，它可以用于制造集成电路、显示器、太阳能电池等。在光学领域，它可以用于制造反射镜、透镜、滤光片等。在航空航天领域，它可以用于制造发动机叶片、航空仪表等。在汽车领域，它可以用于制造车灯、镜面等。在医疗领域，它可以用于制造人工关节、牙科修复材料等。在建筑领域，它可以用于制造玻璃幕墙、防紫外线涂料等。

真空镀膜技术的优点是显而易见的。首先，它可以在不改变基材性质的情况下，改变其表面性质，从而实现不同的功能。其次，它可以制造出高质量、高精度的薄膜，具有良好的光学、电学和机械性能。再次，它可以在大面积、复杂形状的基材上进行镀膜，具有很高的生产效率。最后，它可以使用多种材料进行镀膜，具有很高的灵活性和适应性。

当然，真空镀膜技术也存在一些挑战和限制。首先，它需要高昂的设备和技术投入，成本较高。其次，它对基材表面的处理要求较高，需要进行清洗、抛光等处理，否则会影响薄膜的质量。再次，它对环境的要求较高，需要在无尘、无湿、无氧的环境下进行。最后，它的应用范围受到材料的限制，某些材料不适合进行真空镀膜。

总的来说，真空镀膜技术是一种非常重要的表面处理技术，具有广泛的应用前景。随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展，真空镀膜技术将会得到更加广泛的应用和发展。