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真空蒸鍍與真空濺鍍的區別與差異

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別!

真空蒸鍍與真空濺鍍的區別與差異

(電子束蒸發鍍膜)

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,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過程中可能會出現成分偏析的情況。

 

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,主要控制參數包括蒸發溫度、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材料和工藝參數,獲得各種豐富的顏色和光澤,而且成本相對較低,適合大規模生產裝飾性產品。

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。

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