光学薄膜技术第三章 薄膜制造技术 联系客服

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离子束溅射淀积特点:

⑴膜层附着力强,结构致密; ⑵离子束流能量可控性;

⑶溅射率与离子能量、离子束入射角有关; ⑷膜层应力随离子束参数改变而可调控。 3.6 离子镀

1、什么是离子镀?

蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面,称为离子镀。

所谓离子镀,是真空热蒸发与溅射两种技术结合而发展起来的一种新工艺。它使蒸发粒子从蒸发源到基板的行进途中离化,然后向具有负偏压的基板加速,故得名为离子镀。

离子镀技术1963年首先应用于人造卫星的金属薄膜。离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰击得到致密膜层的双优效果。

原理:膜料加热蒸发,将基片作为阴极,蒸发源作阳极,充入惰性气体(如氩)以产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子发生电离,在强电场加速下轰击并沉积在零件表面。 2、特点

离子镀膜是目前真空镀膜技术中最新、最先进的表面工程技术之一,它具有以下优点:

(1)膜层附着力强。高能粒子轰击有三个作用:一是使基板得到清洁,产生高温;二是使附着差的分子或原子产生溅射离开基板;三是促进了膜层材料的表面扩散和化学反应,甚至产生注入效应,注入深度可达2~5nm,因而附着力大大增强。

(2)膜层密度高。高能粒子不仅表面迁移率大,而且再溅射克服了淀积时的阴影效应,因而膜层密度接近于大块材料。

(3)膜厚均匀性好。离子镀的重要优点之一是基板前后表面均能淀积薄膜。这是因为:荷电离子按电力线方向运动,凡电力线所及部位均能淀积膜层。离子镀的这种膜厚分布特性为复杂形状的零件镀膜提供了一种很好的方法。即绕镀性好。可用于齿轮和弹簧等具有复杂形状的物体的镀膜。

(4)膜层淀积速率快。离子镀用电阻加热或电子束蒸发材料,因此最高淀积速率可达50μm/min。 (5)可在任何材料上镀膜。包括绝缘体。 3、常见类型

蒸发源:可以是任何一种热蒸发方式。

离化方式:直流辉光放电、高频辉光放电、弧光放电、电子束型、热电子型……。已形成的实用技术有活化反应离子镀、空心阴极离子镀、弧源离子镀……。 3.7 离子辅助镀

在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器——离子源,产生离子束,在热蒸发进行的同时,用离子束轰击正在生长的膜层,形成致密均匀结构,使膜层的稳定性提高,达到改善膜层光学和机械性能的目的。

离子辅助淀积(IAD)法是在真空加热蒸发的基础上发展起来的一种辅助淀积法,其原理由电阻加热法或是电子束加热法对膜料进行加热蒸发时,淀积的分子或原子(淀积粒子)到达基底表面的过程中,不断受到来自离子源所发射的中性荷能离子的轰击,通过动能的转移使淀积的粒子获得很大的动能,提高了淀积粒子的迁移率,从而使薄膜的生长发生了根本的变化,使膜层的结构更加紧密,聚集密度也得到较大的提高,大大加强了光学薄膜的牢固度,同时也使膜层的抗激光能力得到提高。