一、真空鍍膜工藝的定義與核心原理
定義:真空鍍膜是在真空環(huán)境下,通過物理或化學(xué)方法將材料沉積在基片表面形成薄膜的技術(shù)。其核心優(yōu)勢在于薄膜均勻性、致密性和附著力遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鍍膜方法。
核心原理:
在真空環(huán)境中(通常氣壓低于 10?³ Pa),材料原子 / 分子的平均自由程增大,可避免與氣體分子碰撞導(dǎo)致的散射,從而精準(zhǔn)沉積到基片表面。根據(jù)沉積機(jī)制,主要分為兩大類:
物理氣相沉積:通過物理手段(如加熱、濺射)使材料氣化,再冷凝沉積。
化學(xué)氣相沉積:通過氣態(tài)反應(yīng)物在基片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)產(chǎn)物沉積。
二、真空鍍膜的典型應(yīng)用領(lǐng)域
光學(xué)領(lǐng)域
增透膜(減少鏡片反光)、高反膜(激光腔鏡)、濾光膜(相機(jī)濾鏡)。
例:相機(jī)鏡頭表面的多層鍍膜可提高透光率,減少眩光。
電子與半導(dǎo)體
芯片電極(濺射沉積鋁 / 銅膜)、絕緣層(PECVD 沉積 SiO?)、太陽能電池電極(蒸鍍銀漿)。
例:硅片上沉積納米級的柵極氧化層(厚度僅幾納米)。
機(jī)械與功能涂層
刀具涂層(TiN、TiAlN,提高硬度和耐磨性)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)耐磨涂層。
例:數(shù)控刀具表面的金色 TiN 涂層可使壽命延長 3-5 倍。
裝飾與環(huán)保
手表、首飾的仿金鍍層(濺射沉積氮化鈦)、建筑玻璃的低輻射(Low-E)膜。
例:建筑玻璃鍍上多層金屬氧化物膜,可反射紅外光,降低空調(diào)能耗。
新能源領(lǐng)域
鋰離子電池電極薄膜(磁控濺射沉積鋰鈷氧化物)、氫燃料電池催化層。
三、真空鍍膜工藝的優(yōu)勢與流程
優(yōu)勢
環(huán)保性:無需溶劑,減少化學(xué)污染(對比電鍍工藝)。
高精度:膜厚可控制在納米級(如 10nm 以下),適合微電子器件。
材料兼容性廣:可在金屬、陶瓷、塑料、玻璃等基片上鍍膜。
基本流程
基片預(yù)處理:清洗(去除油污、氧化物)、拋光,確保表面潔凈。
真空鍍膜:根據(jù)工藝類型,將材料氣化或通過化學(xué)反應(yīng)沉積。
后處理:退火(改善膜層應(yīng)力)、檢測(膜厚、附著力、成分分析)。
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