真空蒸鍍與真空濺鍍的區(qū)別與差異

2024-08-23 派大莘

真空蒸鍍與真空濺鍍作為光學濾光片經(jīng)常用到的兩種真空鍍膜方式,在其制作以及成品應用上有很大的區(qū)別,下面我們將從這兩者的原理、工藝以及應用上的差距,為大家說說這兩者的區(qū)別!

真空蒸鍍與真空濺鍍的區(qū)別與差異

(電子束蒸發(fā)鍍膜)

原理分析

真空蒸鍍通常采用電阻加熱、電子束加熱、感應加熱等方式使鍍膜材料蒸發(fā),鍍膜材料被加熱后蒸氣在基片上冷凝形成薄膜,在此真空環(huán)境下,材料原子自由飛行,粒子的能量相對較低,碰撞概率低,經(jīng)過蒸鍍后的薄膜相對較為松散,致密性稍差,附著力也相對較弱,在一些情況下可能需要進行后續(xù)處理來增強附著力,尤其需要避免一些多元合金或化合物鍍膜材料在蒸發(fā)過程中可能會出現(xiàn)成分偏析的情況。

 

真空濺鍍,即真空濺射鍍膜,通過高能離子(如氬離子等)轟擊靶材,使靶材表面原子或分子濺射出來,并沉積在基底材料表面形成薄膜,由于是通過在真空室內產生等離子體,且加速離子能量較高,撞擊靶材時濺射原子在沉積時具有更高的動能,形成的薄膜變得更致密且均勻性較好,分布均勻,附著力也較強。

 真空濺射鍍膜

(濺射鍍膜)

工藝特點不同

真空蒸鍍膜適用于大多數(shù)金屬、氧化物、硫化物等材料的鍍膜,但對于一些高熔點、難蒸發(fā)的材料可能不太適用。一般情況下,真空蒸鍍膜的鍍膜速率相對較快。蒸發(fā)過程中,材料可以快速氣化并沉積在基底上;整體而言,真空蒸鍍膜的工藝控制相對較簡單,主要控制參數(shù)包括蒸發(fā)溫度、真空度、沉積時間等。

 

真空濺射鍍可以用于各種材料,包括高熔點材料、陶瓷、合金等,適用范圍更廣,真空濺射膜的鍍膜速率相對較慢,因為濺射過程中粒子的能量較低,沉積效率相對較低,真空濺射膜的工藝控制相對復雜,需要控制的參數(shù)較多,如濺射功率、氣壓、靶材與基底的距離等,離子體的產生和粒子的運動軌跡,靶材與基底的距離也會影響薄膜的質量等,這些參數(shù)之間相互影響,需要精確調整才能獲得高質量的薄膜。

 

注:濺射粒子在與基底相互作用時具有較高的動能,能夠產生較強的附著力,但濺射過程中產生的濺射粒子數(shù)量相對有限,且濺射粒子在運動過程中會受到氣體分子的碰撞等影響,其到達基底的效率相對較低,為了保證濺射粒子能夠直線運動到基底表面以獲得較好的薄膜質量,通常需要在較低的氣壓下進行濺射鍍膜,這也限制了單位時間內到達基底的粒子數(shù)量,從而導致鍍膜速率相對較慢。

 物理氣相蒸鍍沉積

應用領域不同原因

 光學領域

真空蒸鍍膜在光學鍍膜方面應用廣泛,主要是因為其鍍膜速率快、成本低,能夠滿足大規(guī)模生產光學元件的需求。對于一些對薄膜質量要求不是特別高的光學應用,如普通的眼鏡鏡片增透膜等,真空蒸鍍膜是一種經(jīng)濟有效的選擇。

真空濺射膜在高精度光學儀器、激光器件等領域應用更多,是因為其薄膜質量更高,如致密性好、均勻性好、附著力強等,能夠滿足這些高端光學器件對光學性能和穩(wěn)定性的嚴格要求。

 

電子領域

真空濺射膜在電子領域廣泛應用,是因為電子器件對薄膜的性能要求非常高,需要良好的致密性、附著力和成分均勻性,以確保器件的穩(wěn)定性和可靠性。真空濺射膜能夠滿足這些要求,例如在半導體器件制造中,薄膜的質量直接影響器件的性能和壽命。

真空蒸鍍膜在電子領域應用相對較少,主要是因為其薄膜性能在某些方面不能滿足電子器件的嚴格要求,如附著力較弱可能導致薄膜在后續(xù)的加工或使用過程中容易脫落。

 

裝飾領域

真空蒸鍍膜在裝飾領域應用廣泛,是因為其可以通過控制蒸發(fā)材料和工藝參數(shù),獲得各種豐富的顏色和光澤,而且成本相對較低,適合大規(guī)模生產裝飾性產品。

真空濺射膜在裝飾領域應用較少,是因為其成本較高、工藝復雜,對于裝飾性要求為主的產品來說,性價比相對較低。