pvd镀膜机的结构

深圳成霖實業有限公司PVD真空離子鍍膜技術及原理撰稿人:張勝利一.概述PVD即為英語Physical Vapor Deposition的縮寫,即用物理氣相沉積法制得的膜層,所謂物理氣相沉積是利用各種物理方法(如熱蒸發或輝光放電.弧光放電等物理過程).將鍍料氣化成原子.分子或離化為離子,在各種材料或制品表面沉積單層或多層薄膜.從而使材料或制品獲得所需的各種优異性能.它包括真空蒸鍍.真空離子鍍和濺射鍍膜.與其它鍍膜或表面處理方法相比,物理氣相沉積具有鍍層材料廣泛.可鍍各種金屬.合金.氧化物.氮化物.碳化物等化合物鍍層,也能鍍制金屬.化合物的多層或复合層.鍍層附著力強.工藝溫度低.工件一般無受熱變形或材料變質的問題.鍍層純度高.組織致密.工藝過程易於控制.調節.對環境無污染.存有設備較复雜.一次投資較大等缺陷,但由於以上特點.物理氣相沉積技術具有廣闊的發展前景.二.真空離子鍍膜1.概念:真空放電原理:在真空條條下,於兩電極間加上電壓(數KV),氣體便發生電離.如氬氣電離為帶正電荷的氬離子(Ar+)及帶負電荷的電子,並以加速分別奔向陰極和陽極.由於Ar+撞擊陰極(加工物)表面,我們稱之「陰極濺射」.這種氣體放電的物理現象正是離子鍍膜原理的基礎.實現離子鍍有兩個必要的條件: (1)造成一個氣體放電的空間;如圖1所示,在真空條件下.,在陰極靶和工件之間加上一定的電壓後.(該電壓由轟偏電源C提供.工件上加負電).二者之間便形成等離子場.當連接在大功率弧焊機的回路上的陰極靶和引弧電極通斷的瞬間,產生很大的短路電流,使該突起溫升加高,當達到金屬靶材的氣化溫度時.靶材金屬便被蒸發成金屬原子.當金屬原子進入等離子場時受到電子撞擊而電離為金屬離子,在電場和磁場的共同作用下,金屬離子便以較高的能量入射到待鍍工件表面,金屬正離子在達到工件表面的過程中與離化的反應氣體化合形成不同色澤的化合物與金屬原子一起沉積到待鍍工件表面而形成膜層.3.常用鍍膜術語(1)真空:容器內介質氣體壓力低於大氣壓力(101325Pa)的氣體狀態.(2)真空度:用來表示真空狀態下氣體的稀薄程度.通常用壓力表示(3)多弧離子鍍:是把真空弧光放電用於蒸發源的鍍膜技術.鍍膜時陰極靶材表面出現許多非常小的弧光輝點,且蒸發源數目大於一.(4)薄膜:按照一定的需要,利用特殊的制備技術,在基體表面形成厚度為亞微米至微米級的膜層,幾乎所有固體材料都能制成薄膜材料.由於極其薄,因而需要基底支承,薄膜在基底上生長.彼此有相互作用,薄膜的一面附著在基底上,並受到約束又會產生內應力.(5)靶:鍍膜的原材料.(6)蒸發源:鍍膜機離化材料的部件.4.真空的特點和應用(1).排除了空氣的不良影響,可防止金屬氧化。

cvd或pvd镀膜原理CVD或PVD镀膜原理引言：随着科技的不断进步，各种高科技产品的需求也越来越大。

在许多电子产品和工业设备中，镀膜技术被广泛应用。

其中，CVD（化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）是两种常见的镀膜方法。

本文将重点介绍这两种方法的原理及其应用。

一、CVD镀膜原理：CVD是一种基于气相反应的镀膜技术。

其原理是通过在高温和低压环境下，将气体中的化学物质分解并沉积在基底表面上，形成一层致密且均匀的薄膜。

具体步骤如下：1. 基底表面的预处理：在进行CVD镀膜之前，需要对基底表面进行预处理，以去除杂质和提高表面的粗糙度，以便更好地与镀膜层结合。

2. 反应物的供给：在CVD过程中，需要提供反应物。

这些反应物可以是气体或液体形式，根据需要选择不同的反应物。

例如，金属气体、有机化合物或金属有机化合物可以作为反应物。

3. 反应室的设置：CVD镀膜通常在封闭的反应室中进行。

反应室内的温度和压力可以根据所需的镀膜材料和薄膜性质进行调节。

4. 反应过程：在反应室内，反应物会在高温下分解，并与基底表面上的活性位点发生反应，生成新的化合物。

这些化合物在基底表面沉积，逐渐形成一层均匀的薄膜。

5. 薄膜性质的调节：通过调节反应室内的温度、压力和反应物的浓度，可以控制薄膜的成分、结构和性质。

这些参数的调节可以实现对薄膜的硬度、抗腐蚀性、电学性能等特性的控制。

6. 后处理：在CVD过程结束后，需要对镀膜进行后处理，以去除残余的反应物和提高薄膜的质量。

这可以通过热处理、溶剂洗涤或化学处理等方法来实现。

二、PVD镀膜原理：PVD是一种基于物理过程的镀膜技术。

其原理是通过蒸发或溅射源，将固体材料转化为气体或离子态，并沉积在基底表面上，形成一层致密且均匀的薄膜。

具体步骤如下：1. 蒸发源或溅射源的选择：PVD镀膜过程需要使用蒸发源或溅射源来提供镀膜材料。

蒸发源可以是电子束蒸发源或电阻加热蒸发源，而溅射源可以是直流或射频溅射源。

pvd真空镀膜设备极限真空度pvd真空镀膜设备是一种应用于表面处理技术的设备，广泛应用于电子、光学、机械和化工等领域。

其主要作用是通过在物体表面形成均匀、致密、具有特殊功能的薄膜层，从而改变物体的表面性质和增强其功能。

在pvd真空镀膜设备中，极限真空度是一个重要的参数。

极限真空度是指在真空系统中，除去非凝结气体和可蒸发气体后所能达到的最低压力。

在pvd镀膜过程中，极限真空度的高低直接影响到薄膜层的质量和性能。

pvd真空镀膜设备通常由真空室、真空系统、电源系统和控制系统等组成。

在真空室内，通过泵将空气抽出，形成高真空环境。

而极限真空度的高低则取决于真空系统的设计和泵的性能。

在pvd真空镀膜设备中，常用的真空泵有机械泵、油封泵、分子泵和离子泵等。

这些泵的原理和性能各不相同，对极限真空度的影响也不同。

例如，机械泵可将气体抽出，但其极限真空度较低；而分子泵则通过将气体分子加速排出，能够达到较高的极限真空度。

除了泵的性能，真空系统的设计也对极限真空度有着重要影响。

合理的真空系统设计能够最大限度地减少气体泄漏和污染，提高系统的抽气速度和极限真空度。

例如，采用合适的密封材料、增加泵的数量和布局、设置适当的阀门和管道等都可以提高真空系统的性能。

在pvd真空镀膜设备中，极限真空度的要求因不同的应用而有所不同。

例如，在光学领域，由于光学薄膜的制备对极限真空度有较高的要求，因此通常需要达到较高的极限真空度，以确保薄膜的质量和性能。

实际上，达到完全真空是不可能的，因为空间中总会存在微量的气体。

因此，极限真空度是通过测量一定时间内真空系统内的气体压力来确定的，通常以帕斯卡（Pa）为单位。

一般来说，pvd真空镀膜设备的极限真空度可以达到10^-6 Pa或更高。

在实际操作中，为了达到较高的极限真空度，还需要注意以下几个方面。

首先，要对真空系统进行充分净化和除尘处理，以防止杂质和污染物对真空泵和真空室的损坏。

其次，要合理选择和使用泵，根据不同的需求选择适当的泵组合，以提高抽气速度和减少泵的负荷。

物理气相沉积真空镀膜设备介绍(上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系，上海200444）摘要：本文主要介绍了五类物理气相沉积的真空镀膜设备.五种设备分别为：电阻式蒸发装置、电子束蒸发装置、电弧蒸发装置、激光蒸发装置以及空心阴极蒸发装置。

介绍了相关设备的原理，优缺点等。

其中,着重列出了有关电子束蒸发装置的其中一个应用，是厚度为200μm左右的独立式的铁铬—Y2O3非晶态/晶态复合涂层的已经从基板温度500ºC左右的铁铬和氧化钇材料的电子束物理气相沉积产生。

Abstract：It describes the five physical vapor deposition vacuum coating equipment in this article。

Five kinds of equipment are: resistive evaporation apparatus, an electron beam evaporation apparatus，arc evaporation apparatus，laser evaporation apparatus and a hollow cathode evaporation apparatus.It introduces the principle of related equipment，advantages and disadvantages. Emphatically identifies the electron beam evaporation apparatus in which an application.It is that Freestanding FeCrAl—Y2O3 amorphous/crystalline composite coating with a thickness of about 200nm has been produced from electron—beam physical vapor deposition of FeCrAl and yttria materials with a substrate temperature of 500 ℃ around.关键词：电阻式蒸发装置、电子束蒸发装置、电弧蒸发装置、激光蒸发装置、空心阴极蒸发装置Keyword ：Resistive evaporation apparatus，an electron beam evaporation apparatus, arc evaporation apparatus，a laser evaporation apparatus, a hollow cathode evaporation device一、电阻式蒸发装置电阻式蒸发装置的电加热方法是钨丝热源，针对这种加热方式，其主要的特点在于：第一它主要用于块状材料的蒸发、可以在2200K下工作;其次就是有污染;但仪器操作简单、经济实惠。

pvd磁控溅射镀膜原理宝子们，今天咱们来唠唠一个超酷的技术——PVD磁控溅射镀膜。

这玩意儿听起来是不是就很高级？但其实呀，理解起来也没那么难啦。

咱先说说啥是PVD，PVD就是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）的简称哦。

这就像是给东西穿上一层超级酷炫的外衣，不过这外衣可不是普通的布料，而是用物理的方法给镀上去的一层膜。

那磁控溅射镀膜呢？这可是PVD里的一个超厉害的方法。

想象一下啊，有一个真空的环境，就像一个超级神秘的小宇宙一样。

在这个真空环境里，有我们要镀膜的基底，这个基底就像是一个等着被打扮的小脸蛋一样。

然后呢，有一个靶材，这个靶材就是我们用来镀膜的材料，就好比是化妆用的粉底或者眼影的原料。

在这个真空小宇宙里，我们给这个系统加上一些特殊的条件。

这时候就有高能粒子登场啦，这些高能粒子就像是一群超级小的、精力旺盛的小精灵一样。

它们会冲向靶材。

当这些小精灵撞击到靶材的时候，就会把靶材表面的原子或者分子给撞得“晕头转向”的，然后这些被撞出来的原子或者分子就会像小雪花一样，飘飘悠悠地飞向基底。

然后就一层一层地落在基底上，慢慢地就形成了一层膜。

这就像是小雪花一片一片地堆积，最后就变成了一个白色的世界一样。

那磁控在这个过程里起到啥作用呢？磁控啊，就像是一个超级指挥家。

在这个真空环境里，有磁场的存在。

这个磁场就像是一个无形的大手，它能够控制那些高能粒子的运动轨迹。

有了这个磁场的指挥，那些高能粒子就能够更加高效地去撞击靶材啦。

就好比是一群调皮的小朋友，本来是到处乱跑的，但是有了老师（磁场）的指挥，就能够乖乖地朝着一个方向去做事情（撞击靶材）啦。

这个磁控溅射镀膜有好多厉害的地方呢。

比如说，它能够镀出非常均匀的膜。

这就好比是给小脸蛋涂粉底，涂得特别均匀，一点都不会一块厚一块薄的。

而且啊，它可以选择各种各样的靶材，就像你化妆的时候可以选择不同颜色的眼影一样。

你想要金色的膜，就用金做靶材；想要银色的，就用银做靶材。

PVD真空镀膜简介PVD真空镀膜（Physical Vapor Deposition）是一种通过高真空条件下，将固态材料蒸发、溅射或离子束照射等方式沉积到基材表面形成功能薄膜的工艺技术。

PVD镀膜技术具有优异的性能和广泛的应用领域，被广泛应用于光学薄膜、装饰薄膜、耐磨薄膜、防腐蚀薄膜和导电薄膜等领域。

PVD真空镀膜技术主要分为蒸发镀膜、溅射镀膜和离子束沉积等几种方式。

蒸发镀膜是将固态材料加热到一定温度，使其蒸发成气体，然后沉积在基材表面形成薄膜。

溅射镀膜是将固态目标材料置于高真空室中，利用离子束轰击目标表面，使其材料释放出来，并沉积在基材上。

离子束沉积则是利用离子束轰击固态材料，产生的离子和中性粒子在基材上形成薄膜。

PVD镀膜技术具有许多重要优势。

首先，PVD薄膜具有极高的附着力，因为在真空环境下，薄膜材料可以直接与基材表面发生物理化学反应，形成致密的结构。

其次，PVD技术可以在低温下进行，减少了对基材的热损伤，特别适用于易受热的塑料和有机材料。

此外，PVD薄膜具有良好的化学稳定性、机械硬度和耐磨性，能够有效提高基材的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。

另外，PVD镀膜技术还可以控制膜层的成分和结构，可以产生金属薄膜、合金薄膜、氮化物薄膜、硼化物薄膜等多种高性能薄膜。

PVD真空镀膜技术在许多领域中得到广泛应用。

在光学领域，它可以用于制备高反射膜、透明导电膜、滤光膜等。

在电子领域，PVD技术可以制备导电薄膜用于集成电路、光伏电池和显示器件等。

在汽车和航空航天领域，PVD薄膜可以用于制备具有高耐磨性和耐腐蚀性的装饰膜。

在工具领域，PVD技术可以制备高硬度、高耐磨的刀具涂层和模具涂层等。

在材料领域，PVD薄膜可以制备各种功能性薄膜，如防刮伤膜、防指纹膜、防眩光膜等。

然而，PVD镀膜技术也存在一些问题。

首先，设备和工艺的成本相对较高，需要投入较大的资金和技术支持。

其次，PVD薄膜的厚度较薄，通常在几纳米到几十微米之间，因此只能应用于薄层镀膜。

巴尔查斯PVD涂层机的起弧保护方式近年来，随着中国工业经济的发展，PVD涂层业务也发展很快。

目前在国际市场上知名的PVD设备制造商有瑞士的巴尔查斯、德国的普拉提，荷兰的豪泽等。

其中巴尔查斯的涂层在国际上处于领先地位，市场占有率第一。

在PVD涂层工艺过程中，起弧保护是重要的保护之一，好的起弧保护措施可以有效的避免加工零件灼伤，从而最大限度的保护工件。

一、巴尔查斯PVD涂层机介绍巴尔查斯涂层设备最普遍的型号是BAI1200，在2006年后逐渐推出了新型号-INNOVA无论是BAI1200和INNOVA设备涂层原理都是一样的，都分为抽真空、刻蚀、涂层、冷却、检漏五个阶段。

其中最关键的阶段是刻蚀和涂层：刻蚀：是巴尔查斯涂层机特有的工艺。

由弧电源在阴极和辅助阳极间放电，对工艺气体- 氩气进行电离，从而形成氩气的等离子体。

等离子体中的带正电的氩离子在偏压电源产生的电场中进行加速，高速撞击工件的基体，把附在基体表面的氧化层打掉，从而增加了涂层的结合力。

涂层：金属蒸发源（靶源）作为阴极，在真空的条件下通过它与阳极腔体之间的弧光放电，使靶材蒸发并离化，形成空间等离子体。

等离子体中的金属正离子在偏压电场的牵引下，镀覆到工件基体表面形成涂层。

巴尔查斯涂层机的基本组成包括真空镀膜室、阴极弧源、离子室、辅助阳极、基片、负偏压电源、真空系统、起弧保护装置等。

二、“起弧”定义和判断原理“起弧”定义：在刻蚀和涂层阶段，由涂层电源提供等离子体，在等离子体中包含大量的正离子和电子，如果此时在基体和腔体之间加上负向偏压，则一部分正离子会被吸附到基体上，同时电子会被吸引到腔体，形成偏压电流。

正常情况下，偏压电流均匀分布到基体和腔体之间。

但是特殊情况下，偏压电流突然上升，并且大部分电流都从工件上某个特定位置流过，这种情况我们称之为“起弧”。

起弧现象会引起工件灼伤，严重甚至报废。

判断原理：正常情况下，在刻蚀阶段中的偏压电流为10-20A ，而在涂层阶段的偏压电流为30-50A。