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真空蒸镀手套箱(真空蒸镀膜)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-07 00:47   点击:114  编辑:admin   手机版

1. 真空蒸镀膜

 玻璃镀膜就是在玻璃表面涂渡一层或多层金属膜或金属化合物,以改变玻璃光学性能。

  玻璃镀膜的方法分为四类:化学沉积法、热蒸发镀、机械(包括喷涂和浸渍两种方法)以及目前比较先进的磁控贱射镀膜。这些技术的原理和设备都不一样,也不能互换。

  镀膜玻璃生产方法都是在玻璃表面涂以金、银、铜、铝、镍、铁锡等金属,金属氧化物或非金属氧化物薄膜:或采用电浮法、等离子法,像玻璃表面层深入金属离子以置换玻璃表面层原有的离子而形成的阳光控制镀膜。

  镀膜前清洗

  镀膜前清洗的主要污染物是油污、手印、灰尘等。由于镀膜工序对镜片洁净度的要求极为严格,因此清洗剂的选择是很重要的。在考虑某种清洗剂的清洗能力的同时,还要考虑到他的腐蚀性等方面的问题。分为有机溶剂清洗和半水基清洗。

  有机溶剂清洗采用的清洗流程如下:

  有机溶剂清洗剂(超声波)-水基清洗剂(超声波)-市水漂洗-纯水漂洗-IPA(异丙醇)脱水-IPA慢拉干燥。

  半水基清洗采用的清洗流程如下:

  半水基清洗剂(超声波)-市水漂洗-水基清洗剂-市水漂洗-纯水漂洗-IPA脱水-IPA慢拉干燥

  真空蒸发镀膜是将被镀零件和膜层材料,以一定的相对位置,放在一个真空空 间,采用一定的方法,使膜料气化或升华,形成具有一定动能的分子(原子或离子),离开蒸发器飞向被镀零件表面,在表面上淀积形成薄膜。真空蒸发包括三个主要系统:真空系统、蒸发系统、膜厚监控系统。其中真空系统由真空室、机械泵、分子泵(油扩散泵)、管道、阀门、真空测量装置等部分组成。蒸发系统采用电子枪蒸发,其主要由灯丝、高压线圈、偏转线圈、坩埚等组成。膜厚监控系统采用光电极值法,其主要由光源、比较片、单色仪、光电倍增管、膜厚控制仪及稳流稳压电源组成。

  磁溅射是先对玻璃进行清洗,在高真空仓室的靶材贱射区经过靶材离子贱射而镀膜的。

2. 真空蒸镀膜层色差

镀膜玻璃,Low_e玻璃钢化中空玻璃窗的两面是有非常大的,膜面是金属光泽,空气面是玻璃本体着色,玻璃本色安装时是朝室外的,如果装错了要把窗框拆开来把玻璃重装来解决色差问题

3. 真空蒸镀膜厚计算

真空镀膜的蒸发参数可以理解为在真空镀膜的时候蒸发所对应的速度。或者其他的参数

4. 真空蒸镀膜料

真空镀膜

真空镀膜是一种由物理方法产生薄膜材料的技术,在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。此项技术最先用于生产光学镜片,如航海望远镜镜片等;后延伸到其他功能薄膜,唱片镀铝、装饰镀膜和材料表面改性等,如手表外壳镀仿金色,机械刀具镀膜,改变加工红硬性。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。

5. 真空蒸镀膜结合力

真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,PLD激光溅射沉积等很多种。

主要思路是分成蒸发和溅射两种。需要镀膜的被成为基片,镀的材料被成为靶材。基片与靶材同在真空腔中。蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来,并且沉降在基片表面,通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射类镀膜,可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材,并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来,并且最终沉积在基片表面,经历成膜过程,最终形成薄膜。典型的真空镀膜,包括了录像带,数据磁带DAT,以及很多电极的制作过程。

6. 真空蒸镀膜层不均匀

真空镀膜过程非常复杂,由于镀膜原理的不同分为很多种类,仅仅因为都需要高真空度而拥有统一名称。所以对于不同原理的真空镀膜,影响均匀性的因素也不尽相同。并且均匀性这个概念本身也会随着镀膜尺度和薄膜成分而有着不同的意义。

薄膜均匀性的概念:

1.厚度上的均匀性,也可以理解为粗糙度,在光学薄膜的尺度上看(也就是1/10波长作为单位,约为100A),真空镀膜的均匀性已经相当好,可以轻松将粗糙度控制在可见光波长的1/10范围内,也就是说对于薄膜的光学特性来说,真空镀膜没有任何障碍。

但是如果是指原子层尺度上的均匀度,也就是说要实现10A甚至1A的表面平整,是现在真空镀膜中主要的技术含量与技术瓶颈所在,具体控制因素下面会根据不同镀膜给出详细解释。

2.化学组分上的均匀性:

就是说在薄膜中,化合物的原子组分会由于尺度过小而很容易的产生不均匀特性,SiTiO3薄膜,如果镀膜过程不科学,那么实际表面的组分并不是SiTiO3,而可能是其他的比例,镀的膜并非是想要的膜的化学成分,这也是真空镀膜的技术含量所在。

3.晶格有序度的均匀性:

这决定了薄膜是单晶,多晶,非晶,是真空镀膜技术中的热点问题,具体见下。

主要分类有两个大种类:

蒸发沉积镀膜和溅射沉积镀膜,具体则包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,溶胶凝胶法等等

一、对于蒸发镀膜:

一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来,并且沉降在基片表面,通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。

厚度均匀性主要取决于:

1、基片材料与靶材的晶格匹配程度

2、基片表面温度

3、蒸发功率,速率

4、真空度

5、镀膜时间,厚度大小。

组分均匀性:

蒸发镀膜组分均匀性不是很容易保证,具体可以调控的因素同上,但是由于原理所限,对于非单一组分镀膜,蒸发镀膜的组分均匀性不好。

晶向均匀性:

1、晶格匹配度

2、基片温度

3、蒸发速率

二、.对于溅射类镀膜,可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材,并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来,并且最终沉积在基片表面,经历成膜过程,最终形成薄膜。

溅射镀膜又分为很多种,总体看,与蒸发镀膜的不同点在于溅射速率将成为主要参数之一。

溅射镀膜中的激光溅射镀膜pld,组分均匀性容易保持,而原子尺度的厚度均匀性相对较差(因为是脉冲溅射),晶向(外沿)生长的控制也比较一般。以pld 为例,因素主要有:靶材与基片的晶格匹配程度、镀膜氛围(低压气体氛围)、基片温度 、激光器功率、脉冲频率、溅射时间。对于不同的溅射材料和基片,最佳 参数需要实验确定,是各不相同的,镀膜设备的好坏主要在于能否精确控温,能否保证好的真空度,能否保证好的真空腔清洁度。MBE分子束外沿镀膜技术,已经 比较好的解决了如上所属的问题,但是基本用于实验研究,工业生产上比较常用的一体式镀膜机主要以离子蒸发镀膜和磁控溅射镀膜为主。

7. 真空蒸镀膜的形貌状态

FESEM是(field emission scanning electron microscopy)的简写,意思是场发射扫描电子显微镜;SEM是(scanning electron microscopy) 的简写,意思是扫描电子显微镜。FESEM和SEM的简单区别就是发射电子的装置不一样,一个使用灯丝,一个使用的场发射。场发射能量高,电子束可以更细。

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置,这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析,因此它是当今十分有用的科学研究仪器。

场发射扫描电子显微镜(FESEM)是电子显微镜的一种。该仪器具有超高分辨率,能做各种固态样品表面形貌的二次电子像、反射电子象观察及图像处理。该仪器利用二次电子成像原理,在镀膜或不镀膜的基础上,低电压下通过在纳米尺度上观察生物样品如组织、细胞、微生物以及生物大分子等,获得忠实原貌的立体感极强的样品表面超微形貌结构信息。 具有高性能X射线能谱仪,能同时进行样品表层的微区点线面元素的定性、半定量及定量分析,具有形貌、化学组分综合分析能力。

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