PVD镀膜机工艺原理及应用

PVD真空镀膜机是将钛、金、石墨、晶体等金属或非金属、气体等材料在真空中溅射、蒸发或离子镀在基体上的一种表面处理工艺。与传统的化学镀膜方法相比，真空镀膜具有许多优点：对环境无污染，是一种绿色环保工艺；对操作者无伤害；膜层牢固、致密，耐腐蚀性强，膜厚均匀。真空镀膜技术中常用的方法有蒸发镀膜（包括电弧蒸发、电子枪蒸发、电阻丝蒸发等）和溅射镀膜（包括直流磁控溅射、中频磁控溅射、射频溅射等），统称为物理气相沉积（PVD）。

相应的化学气相沉积（CVD）被称为CVD技术。工业上通常称为IP（离子镀）离子涂层，因为在PVD技术中，各种气体离子和金属离子参与成膜过程并发挥重要作用，为了强调离子的作用，统称为离子涂层。真空镀膜是一种制备薄膜材料的技术。在真空室中，材料的原子与热源分离，并撞击待镀物体的表面。利用掩模技术在光盘上制备铝膜，在印刷电路板上制备金属膜。薄膜是在真空中制备的，包括晶体金属、半导体、绝缘体等单质或复合薄膜的涂层。虽然CVD也采用减压、低压或等离子等真空方法，但真空镀膜一般是指通过物理方法沉积薄膜。真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。蒸发涂层是通过加热和蒸发使物质沉积在固体表面的一种涂层。这种方法是由M.Faraday在1857年提出的，并已成为常用的涂层技术之一。金属、化合物等蒸发材料置于坩埚内或挂在热线上作为蒸发源，金属、陶瓷、塑料等待镀基材置于坩埚前。将系统抽至高真空后，加热坩埚以蒸发物质。蒸发物质的原子或分子通过冷凝作用沉积在基底表面。薄膜的厚度从几百埃到几微米不等。薄膜厚度由蒸发源的蒸发速率和蒸发时间（或加载量）决定，并与源与基片之间的距离有关。对于大面积镀膜，通常采用旋转基体或多个蒸发源来保证膜厚的均匀性。蒸发源到基体的距离应小于残余气体中蒸汽分子的平均自由程，以避免蒸汽分子与残余气体分子碰撞引起的化学反应。蒸汽分子的平均动能约为0.1-0.2ev。