對蒸發源位于非平面基底-半球面正下方時膜厚均勻性進行了理論研究。通過建立無量綱模型計算了此種幾何配置下，半球表面在兩種常見理想蒸發源下各位置的膜厚公式以及膜厚分布方程。選擇基底與蒸發源間較大的距離，可獲得更大的可鍍膜區域，同時該距離對基底上鍍制的膜層厚度分布影響也較大。最后對實用蒸發源的發射系數，對該幾何配置下半球面膜厚分布影響進行了理論研究。

　　1、引言

　　膜厚均勻性研究一直是真空鍍膜工作者的重要工作之一，這是因為膜厚的不均勻性嚴重制約了各類功能薄膜的正常使用。盡管以往關于膜厚分布的理論研究以及相應的改善膜厚均勻性的工作較多，幾乎涵蓋了所有的鍍膜方式，如蒸發、濺射、CVD等。然而此類研究都是基于平面基片在平面夾具或者球形夾具下進行的。但是現代鍍膜需求急劇向復雜化、多樣化轉變，僅僅是傳統的平面基底很難滿足需求，特別是在半球形表面鍍膜的情況較多，如一些半球形的外殼、護罩等。顯然對于此類半球形表面上鍍膜的膜厚分布較之平面基片更加復雜，但是此類研究卻幾乎沒有出現過。在建立無量綱模型的基礎上，從理論上分析了蒸發源位于正下方時，半球形基底的膜厚方程以及膜厚分布公式。同時分析了實際蒸發源下不同發射系數對該類半球形基底上的膜厚均勻性的影響。

　　2、無量綱模型的建立

　　基底上任意點的膜厚由蒸發源的發射特性以及基底與蒸發源的幾何配置決定，早期的研究認為理論的蒸發源一般分為兩類，即向四周均勻射的點源以及遵守Knudsen分布的小平面面源，該類蒸發源蒸汽密度按所研究的方向與表面法線間的夾角呈余弦分布。

圖1 發射角度對膜厚的影響

　　4、結論

　　對蒸發源位于半球面正下方的鍍膜均勻性進行了理論分析，通過理論計算，推算出了兩種常見理想蒸發源下，半球表面的膜厚方程以及可鍍膜區域，在此基礎上分析了此種幾何配置下的膜厚分布曲線，結果表明，h/R較小時可鍍膜的區域有限，雖然兩種蒸發源情況下的膜厚分布有一定的差距，但是在可鍍膜區域的膜厚分布均呈現類似指數變化的趨勢，而當h/R較大時，可鍍膜區域增大，兩類蒸發源的理論膜厚分布曲線幾乎重合，且膜厚分布曲線逐漸接近于線性變化。

　　因此在此種幾何配置情況下，在半球面半徑R已經確定，應該盡量增加蒸發源與球心的高度h以獲得較大的鍍膜范圍以及相對平緩的膜厚變化趨勢。最后針對實用蒸發源與兩類理想蒸發源的差異情況，對發射系數在該配置下膜厚分布的影響進行了理論分析，當h/R較小時，發射系數對膜厚分布影響較大，發射系數越大，曲線向下彎曲越嚴重，隨著h/R取值的增加，發射系數的影響逐漸減小，最終可以忽略。以此文作為理論基礎，改善此種半球面膜厚分布的系統工作還需要進行。