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pvd离子镀膜

作者:admin 发布日期:2020-12-05 关注次数: 二维码分享
离子镀技术最早在1963年由D.M.Mattox提出,1972年,Bunshah &Juntz推出活性反应蒸发离子镀(AREIP),沉积TiN,TiC等超硬膜,1972年Moley&Smith发展完善了空心热阴极离子镀,l973年又发展出射频离子镀(RFIP)。20世纪80年代,又发展出磁控溅射离子镀(MSIP)和多弧离子镀(MAIP)。
(一) 离子镀
离子镀的基本特点是采用某种方法(如电子束蒸发磁控溅射,或多弧蒸发离化等)使中性粒子电离成离子和电子,在基体上必须施加负偏压,从而使离子对基体产生轰击,适当降低负偏压后,使离子进而沉积于基体成膜。 离子镀的优点如下:①膜层和基体结合力强。②膜层均匀,致密。③在负偏压作用下绕镀性好。④无污染。⑤多种基体材料均适合于离子镀。
(二)反应性离子镀
如果采用电子束蒸发源蒸发,在坩埚上方加20V~100V的正偏压。在真空室中导人反应性气体。如N2、O2、C2H2、CH4等代替Ar,或混入Ar,电子束中的高能电子(几千至几万电子伏特),不仅使镀料熔化蒸发,而且能在熔化的镀料表面激励出二次电子,这些二次电子在上方正偏压作用下加速,与镀料蒸发中性粒子发生碰撞而电离成离子,在工件表面发生离化反应,从而获得氧化物(如TeO2:SiO2、Al2O3、ZnO、SnO2、Cr2O3、ZrO2、InO2等)。其特点是沉积率高,工艺温度低。
(三)多弧离子镀
多弧离子镀又称作电弧离子镀,由于在阴极上有多个弧斑持续呈现,故称作“多弧”。多弧离子镀的主要特点如下: (1)阴极电弧蒸发离化源可从固体阴极直接产生等离子体,而不产生熔池,所以可以任意方位布置,也可采用多个蒸发离化源。 (2)镀料的离化率高,一般达60%~90%,显著提高与基体的结合力改善膜层的性能。 (3)沉积速率高,改善镀膜的效率。 (4)设备结构简单,弧电源工作在低电压大电流工况,工作较为安全。
英文指"phisical vapor deposition" 简称PVD.是镀膜行业常用的术语.
PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类,真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类,相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来,真空离子镀膜技术的发展是最快的,它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀膜 ,指的就是真空离子镀膜;通常所说的PVD镀膜机,指的也就是真空离子镀膜机。
物理气相沉积(PVD)
物理气相沉积是通过蒸发,电离或溅射等过程,产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气象沉积方法有真空镀,真空溅射和离子镀三种,应用较广的是离子镀。
离子镀是借助于惰性气体辉光放电,使镀料(如金属钛)气化蒸发离子化,离子经电场加速,以较高能量轰击工件表面,此时如通入CO2,N2等反应气体,便可在工件表面获得TiC,TiN覆盖层,硬度高达2000HV。离子镀的重要特点是沉积温度只有500℃左右,且覆盖层附着力强,适用于高速钢工具,热锻模等。

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