镀膜分类个人总结
- 格式：doc
- 大小：192.50 KB
- 文档页数：6
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
镀膜作用
我们的产品根据特性要求在生产过程中需要经过两次不同的镀膜，其
镀上去的药品不一样，所以所起到的功能也是不一样的，但是值得提
一点的是同样的药品同样的机台参数设置不同的情况下镀出来的效
果和其作用也是不一样的。
如果把镀膜分类可以分为以下几类
蒸发镀膜
定义：在高真空中用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法称
蒸发镀膜（简称蒸镀）。
蒸发镀膜的三个过程：
A）固相或液相 气相
B）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的运输
C) 蒸发源子或分子在基片表面上的沉积过程
优点： 1）设备比较简单，容易操作;
2）制成的薄膜纯度高，质量好，厚度可以较准确控制；
3) 成膜速率快，效率高，用掩膜可以获得清晰的图形；
4）薄膜的生长机理比较简单；
缺点： 1）不容易获得结晶结构的薄膜；
2）附着力较小；
3）工艺重复性不好；
蒸镀方法
(1)电阻加热蒸镀
加热器材料常使用钨、钼、钽等高熔点金属，按照蒸发材料的不同，可制成丝状、带状
和板状。
(2)电子束加热蒸镀 Mo
利用电子束加热可以使钨（熔点3380℃）、钼（熔点2610℃）和钽（熔点3100℃）等高
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
熔点金属熔化。（ 所要提到的是电子枪束蒸发过程中会产生软X射线对人体有害，所以在
此过程最好不要趴在透视窗上观看）
溅射镀膜
溅射镀膜：是指在真空室中，利用荷能粒子轰击镀料表面，使被轰击出的粒子在基片上
沉积的技术。
定义
用一定能量的离子轰击靶材使靶材分子脱离其表面，并使靶材分子输运到衬底上成膜的
方法
优点
任何物质均可用沉积
薄膜与衬底的附着力好
溅射镀膜密度高，针孔少，且膜层的纯度较高
膜厚可控性和重复性好
需要高纯溅射气体
典型工作气压为0.1mTorr-10mTorr
较短的平均自由程
缺点 设备复杂，需要高压装置，沉积速率较低
离子镀膜
离子镀就是在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。离子轰击的
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
目的在于改善膜层的性能。离子镀是镀膜与离子轰击改性同时进行的镀膜过程。
无论是蒸镀还是溅射都可以发展成为离子镀。
在磁控溅射时，将基片与真空室绝缘，再加上数百伏的负偏压，即有能量为100eV量级
的离子向基片轰击，从而实现离子镀。
离子镀的原理
离子轰击，确切说应该既有离子又有原子的粒子轰击。粒子中不但有氩粒子，还有镀料
粒子，在镀膜初期还会有由基片表面溅射出来的基材粒子。
离子镀也可以在蒸镀的基础上实现，例如在真空室内通入1Pa量级的氩气后，在基片上
加上1000V以上的负偏压，即可产生辉光放电，并有能量为数百电子伏的离子轰击基片，这
就是二极离子镀。（我们的AS AR机台在离子轰击的时候充入的是Ar所以会产生蓝色光；
之前我接触的机台在离子轰击的时候充入得是氮气所以产生紫色光）当然冲入气体的不同产
生的光会不同。
对于真空蒸镀、溅射、离子镀三种不同的镀膜技术，入射到基片上的每个沉积粒子所带
的能量是不同的。热蒸镀原子大约0.2eV，溅射原子大约1-50eV，离子镀中轰击离子大概有
几百到几千eV。
直流二极型离子镀示意图：
1） 阳极；2）蒸发源；3）进气口；4）辉光放电区；5）阴极暗区；6）基片；
7）绝缘支架；8）直流电源；9）真空室；10）蒸发电源；11）真空系统；
良好的结合强度
对于以耐磨为目标的超硬膜，采用离子镀的目的是为了提高膜层与基片（工件）之间
的结合强度。
其原因是离子轰击对基片表面的清洗作用可以除去其污染层，另外还能形成共混的过渡
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
层。过渡层是由膜层和基片接口上的一层由镀料原子与基片原子共同构成的。如果离子轰击
的热效应足以使接口处产生扩散层，形成冶金结合，则更有利于提高结合强度。蒸镀的膜层
其残余应力为拉应力，而离子轰击产生压应力，可以抵消一部分拉应力。
离子轰击可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率，这有利于获得致密的膜层。如果离子
能量过高会使基片温度升高，使镀料原子向基片内部扩散，这时获得的就不再是膜层而是渗
层，离子镀就转化为离子渗镀了。离子渗镀的离子能量为1000eV左右。
离子束轰击的另一个重要作用是：
在室温或近室温下能合成具有良好性能的合金、化合物或特种膜层，以满足对材料表面
改性的需要。轰击离子既可以是惰性气体原子如Xe，AI，Ne，He等，也可以是反应气体原子
如N，O，H以及各种有机化合物气体。
这种离子束辅助沉积可以看成是物理气相沉积和离子注入两种技术改造后有机地结合在一
起。虽然使用的离子能量比一般离子注入低，不需要加速器这类昂贵的设备，但是比一般气
相沉积设备还是要贵得多。从应用看，这种技术适用于要求精度高、耐磨性特别好的工模具
上。
离子镀的类型和特点
离子镀设备要在真空、气体放电的条件下完成镀膜和离子轰击过程。
离子镀设备要由：真空室、蒸发源、高压电源、离化装置、放置工件的阴极等部分组成。
离子镀的缺点
氩离子的轰击会使膜层中的氩含量升高，另外由于择优溅射会改变膜层的成分。
我们国内外常用的离子镀类型如：
空心阴极离子镀（HCD）；多弧离子镀；离子束辅助沉积
具体镀膜方法和结构和直流二极型离子镀大致相似不做一一讲解
总结：三种PVD方法对比，如下表。
项目 真空蒸镀 阴极溅射 离子镀
粒子能量 0.1-1ev 1-10ev 数百-数千ev
沉积速度μm/mim 0.1-75 0.01-0.5 0.1-50
附着性 一般 相当好 非常好
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
绕射性 不好 好 好
化学气相沉积（CVD）
定义：在相当高的温度下，混合气体与基体的表面相互作用，使混合气体中的某些成分
分解，并在基体上形成一种金属或化合物的固态薄膜或镀层。
区别：化学气相沉积过程的基本步骤与物理气相沉积不同的是，沉积粒子来源于化合物
的气相分解反应。这种镀膜方式是一种
化学反应
化学气相沉积（CVD）的主要缺点
沉积温度高（900～1200℃），超过了许多任务模具的常规热处理温度，因此镀覆之后还需进
行二次热处理，不仅引起基材的变形与开裂，也使镀层的性能下降
。
我们公司现在镀的药品有两种，二氧化硅而和二氧化钛。
AS镀膜 镀的药品是二氧化硅
AR镀膜 镀的药品是二氧化硅+二氧化钛
前者是镀在玻璃的表面上其作用是防尘防油污
后者是镀在摄像头孔的边缘其作用是聚光防止光线折射
对于我们公司的机台在结构上来讲应该是属在蒸镀和离子镀相结合的一种镀膜方式也可以
称之为离子镀
1）抽真空过程：
真空系统用到的真空泵有扩散泵（Diffusion pump），大油封式旋片泵(Roughing
pump)，罗茨增压泵(Blower pump) 干泵(Process pump)；
AS AR真空系统图
图中英文符解释：
MV
FV
LV
SLV
RV2
RV1
MBP1 RP1 MBP2
RP2
DP
扩散泵
干
泵
镀膜技术————镀膜设备维修保养。技术支持E-mail:defg586@sina.com
MV(main valve): 高真空阀门;FV: 前级阀门 LV/SLV:放气阀门 RV1/RV2:
低真空阀门
DP: 扩散泵 MBP1/MBP2:罗茨泵 RP1/RP2: 机械泵
原理： 在自动模式待机状态下阀门MV;RV1;RV2;LV;SLV是关闭的FV是打开的;
真空泵体DP;MBP2;RP2;是关闭的MBP1;RP1是工作的；
待机状态下FV,和一组粗抽泵同时工作，目的是不让DP泵体存在压力。
自动抽真空开始；
这个过程是粗抽过程当仓内气压达到3.5-0pa时自动转换开始抽高真空
粗抽时动作的阀门和真空泵体有
MBP1;RP1开机
MBP2;RP2开机
RV1;RV2打开 FV关闭
高抽时动作的阀门和真空泵体有
RV1;RV2关闭
MBP2;RP2关机
DP泵开机
FV打开30S后MV打开
