真空蒸發鍍膜的物理過程

2013-03-26 張以忱 東北大學

  將膜材置于真空室內的蒸發源中,在高真空條件下,通過蒸發源加熱使其蒸發,膜材蒸氣的原子和分子從蒸發源表面逸出后,且當蒸氣分子的平均自由程大于真空室 的線性尺寸以后,很少受到其他分子或原子的沖擊與陰礙,可直接到過被鍍的基片表面上,由于基片溫度較低,便凝結其上而成膜。其原理如圖1 所示。

真空蒸發鍍膜原理圖

  1.基片加熱器;2.真空室;3.基片架;4.基片;5.膜材;6.蒸發舟;7.蒸發熱源;8.排氣口;9.密封圈;10.擋板;11.膜材蒸汽流

  圖1 真空蒸發鍍膜原理圖

  為了提高蒸發分子與基片的附著力,對基片的附著力,對基片進行適當的加熱或郭清洗使其活化是必要的。

  真空蒸發鍍膜從物料蒸發輸運到沉積成膜,經歷的物理過程為:

  1)采用各種能源方式轉換成熱能,加熱膜材使之蒸發或升華,成為具有一定能量的氣態粒子;

  2)離子膜材表面,具有相當運動速度的氣態粒子以基本上無碰撞的直線飛行輸運到基片表面;

  3)到達基片表面的氣態粒子凝聚形核后生長成固相薄膜;

  4)組成薄膜的原子重組排列或產生化學鍵合。

  為使蒸發鍍膜順利進行,應具備兩個條件:蒸發過程中的真空條件和鍍膜過程中的蒸發條件。