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2023-09-01 09:18 |
镀膜知识分享
一、镀膜技术可区分为哪几类? b[_${in: 可区分为:(1)真空蒸镀 (2)电镀 (3)化学反应 (4)热处理 (5)物理或机械处理 %">
Oy&3 二、蒸镀的加热方式包括哪几种?各具有何特点? 3Ta<7tEM 加热方式分为: }475c{ (1)电阻加热 (2)感应加热 (3)电子束加热 (4)雷射加热 (5)电弧加热 ,@'M'S 1KtPq, 各具有的特点: AZTn!hrU (1)电阻加热:这是一种最简单的加热方法,设备便宜、操作容易是其优点。 "Nn+Zw43 _noQk3N (2)感应加热:加热效率佳,升温快速,并可加热大容量。 j$8i!C ax)j$ (3)电子束加热:这种加热方法是把数千eV之高能量电子,经磁场聚焦,直接撞击蒸发物加热,温度可以高达30000C。而它的电子的来源有二:高温金属产生的热电子,另一种电子的来源为中空阴极放电。 %Fg}"=f1 X&qa3C}) (4)雷射加热:激光束可经由光学聚焦在蒸镀源上,产生局部瞬间高温使其逃离。最早使用的是脉冲红宝雷射,而后发展出紫外线准分子雷射。紫外线的优点是每一光子的能量远比红外线高,因此准分子雷射的功率密度甚高,用以加热蒸镀的功能和电子束类似。常被用来披覆成份复杂的化合物,镀膜的品质甚佳.它和电子束加热或溅射的过程有基本上的差异,准分子雷射脱离的是微细的颗粒,后者则是以分子形式脱离。 BLvI[b|3gn X;?Z_3I:5 (5)电弧加热: VI(;8 阴极电弧沉积的优点为: l6S6Y (1)蒸镀速率快,可达每秒1.0微米 i!=28|_ (2)基板不须加热 a} w%k (3)可镀高温金属及陶瓷化合物 GK/Q]}Q8pZ (4)镀膜密高且附着力佳 r4D6I, EdPN= 三、真空蒸镀可应用在哪些产业? -Jtx9P 主要产业大多应用于装饰、光学、电性、机械及防蚀方面等,现就比较常见者分述如下: *I(g~p 1.镜片的抗反射镀膜(MgO、MgF2、SiO2等),镜片置于半球支顶,一次可镀上百片以上。 6!3Jr 2.金属、合金或化合物镀膜,应用于微电子当导线、电阻、光电功能等用途。 DB>Y#2j4h 3.镀铝或钽于绝缘物当电容之电极。 dTV:/QM 4.特殊合金镀膜MCrAlY具有耐热性抗氧化性,耐温达1100OC,可应用须耐高温环境的工件,如高速切削及成形加工、涡轮引擎叶片等。 iC{~~W6 5.镀金属于玻璃板供建筑物之装饰及防紫外线。 P"g
Y|}| 6.离子蒸镀镀铝,系以负高电压加在被镀件上,再把铝加热蒸发,其蒸气经由电子撞击离子化,然后镀到钢板上。 +H K)A%QI 7.镀铝于胶膜,可供装饰或标签,且镀膜具有金属感等。最大的用途就是包装,可以防潮、防空气等的渗入。 !j3V'XU#Zn 8.机械零件或刀磨具镀硬膜(TiC、TiN、Al2O3)这些超硬薄膜不但硬度高,可有效提高耐磨性,而且所需厚度剪小,能符合工件高精度化的要求。 `>q|_w\e 9.特殊合金薄片之制造。 iZy`5 10.镀多层膜于钢板,改善其性能。 epH48 )2 11.镀硅于CdS太阳电池,可增加其效率。 Uq,M\V\ 12.奈米粉末之制造,镀于冷基板上,使其不附着。 ClH aR ZQ^kS9N i 四、TiN氮化钛镀膜具有哪些特点? WLAJqmC] 有以下的优点: lK?
Z38 (1)抗磨损 Qn7l-:`? (2)具亮丽的外观 FBGHVV
w! (3)具安全性,可使用于外科及食品用具。 $<UX/a\sH (4)具润滑作用,可减少磨擦。 4R U1tWQ% (5)具防蚀功能 >q&Q4E0 (6)可承受高温 p.2>-L 5g-apod 五、CVD化学气相沉积法反应步骤可区分为哪五个步骤?
,qRSB>5c (1)不同成份气相前置反应物由主流气体进来,以扩散机制传输基板表面。理想状况下,前置物在基板上的浓度是零,亦即在基板上立刻反应,实际上并非如此。 F$K-Q;r]< (2)前置反应物吸附在基板上,此时仍容许该前置物在基板上进行有限程度的表面横向移动。 k:4?3zJI (3)前置物在基板上进行化学反应,产生沉积物的化学分子,然后经积聚成核、迁移、成长等步骤,最后联合一连续的膜。 i;0`d0^ (4)把多余的前置物以及未成核的气体生成物去吸附。 tH:K6^oR (5)被去吸附的气体,以扩散机制传输到主流气相,并经传送排出。 8j,_ 六、何为化学气相蒸镀(CVD)?主要的优缺点有哪些? xrT_ro8 化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体,在一加热的固体基材上发生化学反应,并镀上一层固态薄膜。 |<.b:e\4 优点: k"SmbFn%N0 (1)真空度要求不高,甚至可以不需要真空,例如热喷覆 1>*]jj} (2)沉积速率快,大气CVD可以达到1μm/min {zGIQG9 (3)与PVD比较的话。化学量论组成或合金的镀膜较容易达成 UZdE^Q[ (4)镀膜的成份多样化,如金属、非金属、半导体、光电材料、钻石薄膜 xLZQ\2q (5)可以在复杂形状的基材镀膜,甚至渗入多孔的陶瓷 xQ7n$.?y@ (6)厚度的均匀性良好,低压CVD甚至可以同时镀数十芯片 r2T?LO0N{ 缺点: k~Pm.@,3o (1)热力学及化学反应机制不易了解或不甚了解 LIH>IpamN (2)需要在高温下进行,有些基材不能承受,甚至和镀膜产生作用 Xl6)& (3)反应气体可能具腐蚀性、毒性或爆炸性,处理时需小心 &,Q{l$`X (4)反应生成物可能残余在镀膜上,成为杂质 2t { Cpw (5)基材的遮蔽很难 4(4JQ(5 七、良好的薄膜须具备那些特性?影响的因素有哪些? (Df<QC`0v 通俗的定义为在正常状况下,其应用功能不会失效。想要达到这个目的,一般而言这层薄膜必须具有坚牢的附着力、很低的内应力、针孔密度很少、够强的机械性能、均匀的膜厚、以及足够的抗化学侵蚀性。薄膜的特性主要受到沉积过程、成膜条件、接口层的形成和基材的影响,随后的热处理亦扮演重要角色。 04;y%~,}U/ 八、沉积的薄膜有内应力的存在,其来源为何? H/V%DO (1)薄膜和基材之间的晶格失配 yT& | |