《真空镀膜知识培训》PPT课件.ppt

真空镀膜知识培训,富森钛金设备 迪通恒业科技 联合出品,一、真空的定义：,真空指低于该地区大气压的稀 薄气体状态。,什么是真空？,处于真空状态下的气体稀薄程度通 常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真 空度高表示真空度“好”的意思。真空度低 表示真空度“差”的意思。低真空（一般在 76010托）；中真空（一般在1010 3 托）；高真空（一般在10 - 310 -8托）； 超高真空（一般在10-810 -12 ）。 注:1托=133.322pa 1pa=7.510-3托,二、什么是真空度：,在真空条件下利用某种方法，在固体表面上镀一层与基体材料不同的薄层材料，也可以利用固体本身生成一层与基体不同的薄层材料。这就是真空镀膜技术。在固体表面上镀上一层薄膜，就能使该基体材料具有许多新的物理和化学性能。因此，真空镀膜技术又称表面改性技术。,三、什么叫作真空镀膜技术：,蒸发真空镀：在真空条件下，将材料加热并蒸 发到基片上，称为真空蒸发镀。 溅射真空镀：利用各种材料在气相间、气相和固体基体表面间所产生的物理、化学过程而沉积薄膜的方法。它又可以分为物理气相沉积。物理气相沉积可分为利用加热膜材而产生热蒸发沉积、利用气体放电产生的正离子轰击阴极（靶材）所产生的溅射沉积、将蒸发和溅射结合起来的离子镀以及分子束外延。我们称之为溅射真空镀。,四、真空镀膜分为哪几种：,电子枪真空镀：在真空环境中，灯丝经加热发射热电子，受束极及阳极加速变成带状高能电子束。在偏转磁场作用下电子束旋转270角入射到坩埚靶材上，其能量达到一万电子伏特，传递给靶材实现电能热能转换，在电子束轰击区域内，靶材表面温度迅速升高及熔化直至蒸发。称为电子枪真空镀。通常也称之为光学镀膜。,五、真空镀膜工艺,根据真空镀膜气相金属产生和沉积 方式，塑料真空镀膜的方法主要分为热 蒸发镀膜法和磁控溅射镀膜法。,蒸发镀膜和磁控溅射镀膜工艺的示意图：,基材,窗,蒸发源,泵,蒸发镀,靶,电源,基材,泵,气体,等离子体,溅射镀,真空蒸发镀膜法就是在1.310-2 1.310-3pa (10-410-5Torr)的真空中以电阻加热镀膜材料，使 它在极短时间内蒸发，蒸发了的镀膜材料分子沉 积在基材表面上形成镀膜层。真空镀膜室是使镀膜 材料蒸发的蒸发源，还有支承基材的工作架或卷绕 装置都是真空蒸发镀膜设备的主要部分。镀膜室的 真空度、镀膜材料的蒸发速率、蒸发距离和蒸发源 的间距，以及基材表面状态和温度等都是影响镀膜 层质量的因素。,真空蒸发镀膜法,磁控溅射法,磁控溅射法又称高速低温溅射法。 目前磁控溅射法已在电学膜、光学膜和 塑料金属化等领域得到广泛应用。磁控 溅射法是在1.310-1pa(10-3Torr)左右的 真空中充入惰性气体，并在塑料基材(阳 极)和金属靶材(阴极)之间加上高压直流 电，由于辉光放电产生的电子激发惰性 气体，产生等离子体。等离子体将金属 靶材的原子轰出，沉积在塑料基材上。,蒸发法与磁控溅射法的比较,磁控溅射法与蒸发法相比，具有镀膜层与基材的结合力强，镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜法需要使金属或金属化合物蒸发气化，而加热温度又不能太高，否则气相蒸镀金属会烧坏被镀塑料基材，因此，真空蒸镀法一般仅适用于铝等熔点较低的金属源，是目前应用较为广泛的真空镀膜工艺。相反，溅射镀膜法是利用高压电场激发产生等离子体镀膜物质，适用于几乎所有高熔点金属、合金及金属化合物镀膜源物质，如铬、钼、钨、钛、银、金等。而且它是一种强制性的沉积过程，采用该法获得的镀膜层与基材附着力远高于真空蒸镀法，镀膜层具有致密、均匀等优点，加工成本也相对较高。,真空蒸发镀膜法与磁控溅射镀膜法比较,六、真空镀膜材料,真空镀膜材料即是通过真空镀膜技术镀到 基材上的成膜材料，以金属和金属氧化物为主。 镀膜材料的性质直接关系到真空镀膜的质量和性 能，镀膜材料不同，厚度不同，所得镀膜层性能 和色泽也不一样。如镀铝层的连续性好于银、铜 镀膜层，镀层厚度达到0.9nm即可导电，达到 30nm时，其性能就和固态铝材相同。银镀层小于 5nm时不能导电，铜镀层对基材附着力较差，且容 易被氧化。真空镀膜材料品种繁多，单金属型镀膜 材料有：铝、锡、铟、钴、镍、铜、锌、银、金、 钛、铬、钼、钨等。合金型的镀膜材料有镍-铬，,镍-铁，铁-钴，金-银-金等。金属化合物型的镀 膜材料有：SiO2 、 Ti3O5 、 SnO2 、MgF2 、 ZnS等。在众多镀膜材料中，以铝材的应用最多，这是因 为铝在真空条件下，蒸发湿度较低，易操作。铝镀膜 层对塑料的附着力强，富有金属光泽；铝镀膜层还能 够遮蔽紫外线，对气体阻隔性也很好。另外，高纯度 的铝价格比较便宜，这是其他镀膜材料所不及的。铝 的反射率高，厚度40nm铝镀膜层的反射率达90%。,七、基材适镀性特征,真空镀膜虽然适合的基材种类很多，但仍 以塑料或其他高分子材料基材为主，原则上， 绝大多数的聚合物材料都可用于真空镀膜。因 聚合物材料的本身的品种较多，性能相差较 大，对真空镀膜的适应性也可能不同。作为真 空镀膜的塑料基材，其最基本的性能应包括附 着性能、真空放气量和耐热性等几方面指标。,被镀塑料基材应与真空镀膜材料有良好的 附着结合强度，塑料与金属镀层的结合强度和 塑料本身的极性等结构因素密切相关。一般认 为聚酯类材料和镀铝膜层的结合力最强，在保 证表面洁净的条件下可以直接进行真空镀膜， 如大规模生产的PET真空镀膜。铝镀膜层PP、 PE、等弱极性基材的附着力差，PC和硬质PVC 则介乎其间。,附着力,八、塑料真空镀膜常见问题分析,真空镀膜技术是一个多学科综合的产 物，其工艺过程也必然涉及多方面的技术知 识，生产上出现的技术问题也非单纯的涂料 技术可以解决的，需进行多学科的综合分 析。首先，塑料基材的质量要合乎真空镀膜 的要求，基材成型加工不当时，容易出现各 种缺陷，直接或间接影响真空镀膜质量。,光固化真空镀膜涂料应用常见工艺问题及解决方案,化学镀又称水电镀，也可称为湿镀。一般用此方法镀膜，成本高，膜厚不均匀，厚度难于控制，而且会产生大量的废液而造成公害。,八、真空镀膜 与化学镀的区别：,一般用此方法镀膜不易受污染，可获得纯度高、致密性好、厚度均匀的膜层，对空气环境不会产生污染。 真空镀膜材料和基体材料有广泛的选择性，可以制备各种不同的功能性膜层（如玻璃、陶瓷、塑料、木板等）。 薄膜结构在化学组成上可分单质膜、化合物膜。在薄膜功能上，可分为装饰膜。例如：防腐蚀膜、硬质膜、隔热膜、超导膜，显示存贮膜及防辐射膜等。 薄膜与基体附着强度好，膜层牢固，对环境无污染。,真空镀称为干镀：,首先开水、电、气总电源开维持泵开扩散泵加热开粗抽泵 开预抽阀关预抽阀开粗抽阀开罗茨泵如有离子轰击，开轰击30秒，关轰击 开真空计当真空到6.07.0pa时，关粗抽阀开前置阀开精抽阀，当真空达到710 - 3pa，开转架开始镀膜操作镀膜完毕后，关闭真空计、离子源关精抽阀，前置阀关罗茨泵开充气阀，取件上料，反复开始操作。,八、真空镀膜机操作工艺流程：,1、设备停用时，镀膜室要 保持真空状态，减少内 表面内气体的吸附，防 止氧化。 2、冷却水通畅下才能对扩 散泵进行加热，未经充 分冷却的泵不得与大气 接触，防止氧化。,特 别 注 意,3、要保证机器内扩散泵和机械泵的油 定期检查和更换。 4、设备运行中遇有停电或其它事故发 生，须先停扩散泵，关精抽阀，前 置阀和真空计。 5、产品做完下班后，关了扩散泵后须 待温度降低至60后才能关维持泵。,谢谢,富森钛金设备 迪通恒业科技 联合出品,