物理氣相沉積(pvd)技術(shù)

1、物理氣相沉積物理氣相沉積(PVD)(PVD)技術(shù)技術(shù)第一節(jié)第一節(jié)概述概述物理氣相沉積技術(shù)早在20世紀(jì)初已有些應(yīng)用，但在最近30年迅速發(fā)展，成為一門極具廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)。，并向著環(huán)保型、清潔型趨勢(shì)發(fā)展。20世紀(jì)90年代初至今，在鐘表行業(yè)，尤其是高檔手表金屬外觀件的表面處理方面達(dá)到越來越為廣泛的應(yīng)用。物理氣相沉積(PhysicalVapDeposition，PVD)技術(shù)表示在真空條件下，采用物理方法，將材料源——固體或液體表面氣化成氣態(tài)

2、原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。物理氣相沉積的主要方法有，真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。發(fā)展到目前，物理氣相沉積技術(shù)不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。真空蒸鍍基本原理是在真空條件下，使金屬、金屬合金或化合物蒸發(fā)，然后沉積在基體表面上，蒸發(fā)的方法常用電阻加熱，高頻感應(yīng)加熱，電子柬、激光束、離子束高能

3、轟擊鍍料，使蒸發(fā)成氣相，然后沉積在基體表面，歷史上，真空蒸鍍是PVD法中使用最早的技術(shù)。濺射鍍膜基本原理是充氬(Ar)氣的真空條件下，使氬氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬(Ar)原子電離成氬離子(Ar)，氬離子在電場(chǎng)力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會(huì)被濺射出來而沉積到工件表面。如果采用直流輝光放電，稱直流(Qc)濺射，射頻(RF)輝光放電引起的稱射頻濺射。磁控(M)輝光放電引起的稱磁控濺射。電弧等離子體鍍膜基本原理是在真空條件下，用

4、引弧針引弧，使真空金壁(陽極)和鍍材(陰極)之間進(jìn)行弧光放電，陰極表面快速移動(dòng)著多個(gè)陰極弧斑，不斷迅速蒸發(fā)甚至“異華”鍍料，使之電離成以鍍料為主要成分的電弧等離子體，并能迅速將鍍料沉積于基體。因?yàn)橛卸嗷“?，所以也稱多弧蒸發(fā)離化過程。(1)鍍前處理，包括清洗鍍件和預(yù)處理。具體清洗方法有清洗劑清洗、化學(xué)溶劑清洗、超聲波清洗和離子轟擊清洗等。具體預(yù)處理有除靜電，涂底漆等。(2)裝爐，包括真空室清理及鍍件掛具的清洗，蒸發(fā)源安裝、調(diào)試、鍍件褂卡。

5、(3)抽真空，一般先粗抽至66Pa以上，更早打開擴(kuò)散泵的前級(jí)維持真空泵，加熱擴(kuò)散泵，待預(yù)熱足夠后，打開高閥，用擴(kuò)散泵抽至6103Pa半底真空度。(4)烘烤，將鍍件烘烤加熱到所需溫度。(5)離子轟擊，真空度一般在10Pa～101Pa，離子轟擊電壓200V～1kV負(fù)高壓，離擊時(shí)間為5min～30min。(6)預(yù)熔，調(diào)整電流使鍍料預(yù)熔，調(diào)整電流使鍍料預(yù)熔，除氣1min～2min。(7)蒸發(fā)沉積，根據(jù)要求調(diào)整蒸發(fā)電流，直到所需沉積時(shí)間結(jié)束。(8

6、)冷卻，鍍件在真空室內(nèi)冷卻到一定溫度。(9)出爐，取件后，關(guān)閉真空室，抽真空至ll01Pa，擴(kuò)散泵冷卻到允許溫度，才可關(guān)閉維持泵和冷卻水。(10)后處理，涂面漆。第三節(jié)第三節(jié)濺射鍍膜濺射鍍膜濺射鍍膜是指在真空條件下，利用獲得功能的粒子轟擊靶材料表面，使靶材表面原子獲得足夠的能量而逃逸的過程稱為濺射。被濺射的靶材沉積到基材表面，就稱作濺射鍍膜。濺射鍍膜中的入射離子，一般采用輝光放電獲得，在l02Pa～10Pa范圍，所以濺射出來的粒子在飛向