真空在镀膜工业中的应用

2020-04-18

  真空镀膜技术是真空应用技术的一个重要分支,它已广泛地应用于光学、电子学、能源开发,理化仪器、建筑机械、包装、民用制品、表面科学以及科学研究等领域中。真空镀膜所采用的方法主要有蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积镀以及分子束外延等。此外还有化学气相沉积法。

  如果从真空镀膜的目的是为了改变物质表面的物理、化学性能的话,这一技术又是真空表面处理技术中的重要组成部分,其分类如表 6 所示。现就其几个主要应用方面做一简单介绍。

  首先在光学方面,一块光学玻璃或石英表面上镀一层或几层不同物质的薄膜后,即可成为高反射或无反射(即增透膜)或者作任何预期比例的反射或透射材料,也可以作成对某种波长的吸收,而对另一种波长的透射的滤色片。高反射膜从大口径的天文望远镜和各种激光器开始、一直到新型建筑物的大窗镀膜茉莉,都很需要。

  增透膜则大量用于照相和各种激光器开始、一直到新型建筑物的大窗镀膜玻璃,都很需要。增透膜则大量用于照相机和电视摄象机的镜头上。在电子学方面真空镀膜更占有极为重要的地位。各种规模的继承电路。包括存贮器、运算器、告诉逻辑元件等都要采用导电膜、绝缘膜和保护膜。作为制备电路的掩膜则用到铬膜。磁带、磁盘、半导体激光器,约瑟夫逊器件、电荷耦合器件( CCD )也都甬道各种薄膜。

  在显示器件方面,录象磁头、高密度录象带以及平面显示装置的透明导电膜、摄像管光导膜、显示管荧光屏的铝衬等也都是采用真空镀膜法制备。在元件方面,在真空中蒸发镍铬,铬或金属陶瓷可以制造电阻,在塑料上蒸发铝、一氧化硅、二氧化钛等可以制造电容器,蒸发硒可以得到静电复印机用的硒鼓、蒸发钛酸钡可以制造磁致伸缩的起声元件等等。真空蒸发还可以用于制造超导膜和惯性约束巨变反应用的微珠镀层。

  此外还可以对珠宝、钟表外壳表面、纺织品金属花纹、金丝银丝线等蒸镀装饰用薄膜,以及采用溅射镀或离子镀对刀具、模具等制造超硬膜。近两年内所兴起的多弧离子镀制备钛金制品,如不锈钢薄板、镜面板、包柱、扶手、高档床托架、楼梯栏杆等目前正在盛行。

表 6 真空表面处理技术的分类

表面处理目的

处理方法

粒子运动能量

工作方式

等离子体

高真空

薄膜沉积(表面厚度增加)

PVD

真空蒸发镀膜

0.1~1ev

等离子熔射辉光放电分解

电阻加热蒸发

加子束蒸发

真空电弧蒸发

真空感应蒸发

分子束外延

蔗农溅射镀膜

10~100ev

放电方式:直流、交流、高频

电极数值: 2 级、 3 级、 4 级

反应溅射、磁控溅射、对向靶溅射

离子束溅射镀膜

真空离子镀膜

数 10~5000ev

直流二级型

多阴极型

ARE 型、增强 ARE

HCD 型

高频型

单一离子束镀膜

集团离子束镀膜

CVD

化学反应热扩散

等离子增强化学气和沉积( PCVD )

低压等离子化学气相沉积

( LPCVD )

微细加工(表面厚度减少)

离子刻蚀

数百 ev~ 数 kev

高频溅射刻蚀

等离子刻蚀

反应离子刻蚀

离子束刻蚀

反应离子束刻蚀

电子束刻蚀

X 射线曝光

表面改性(不改变表面厚度)

离子注入

数 kev~1000kec

活性离子冲击离子氮化

离子注入

真空科学的应用领域: