真空蒸镀与真空溅镀的区别与差异

2024-08-23 派大莘

真空蒸镀与真空溅镀作为光学滤光片经常用到的两种真空镀膜方式,在其制作以及成品应用上有很大的区别,下面我们将从这两者的原理、工艺以及应用上的差距,为大家说说这两者的区别!

真空蒸镀与真空溅镀的区别与差异

(电子束蒸发镀膜)

原理分析

真空蒸镀通常采用电阻加热、电子束加热、感应加热等方式使镀膜材料蒸发,镀膜材料被加热后蒸气在基片上冷凝形成薄膜,在此真空环境下,材料原子自由飞行,粒子的能量相对较低,碰撞概率低,经过蒸镀后的薄膜相对较为松散,致密性稍差,附着力也相对较弱,在一些情况下可能需要进行后续处理来增强附着力,尤其需要避免一些多元合金或化合物镀膜材料在蒸发过程中可能会出现成分偏析的情况。

 

真空溅镀,即真空溅射镀膜,通过高能离子(如氩离子等)轰击靶材,使靶材表面原子或分子溅射出来,并沉积在基底材料表面形成薄膜,由于是通过在真空室内产生等离子体,且加速离子能量较高,撞击靶材时溅射原子在沉积时具有更高的动能,形成的薄膜变得更致密且均匀性较好,分布均匀,附着力也较强。

 真空溅射镀膜

(溅射镀膜)

工艺特点不同

真空蒸镀膜适用于大多数金属、氧化物、硫化物等材料的镀膜,但对于一些高熔点、难蒸发的材料可能不太适用。一般情况下,真空蒸镀膜的镀膜速率相对较快。蒸发过程中,材料可以快速气化并沉积在基底上;整体而言,真空蒸镀膜的工艺控制相对较简单,主要控制参数包括蒸发温度、真空度、沉积时间等。

 

真空溅射镀可以用于各种材料,包括高熔点材料、陶瓷、合金等,适用范围更广,真空溅射膜的镀膜速率相对较慢,因为溅射过程中粒子的能量较低,沉积效率相对较低,真空溅射膜的工艺控制相对复杂,需要控制的参数较多,如溅射功率、气压、靶材与基底的距离等,离子体的产生和粒子的运动轨迹,靶材与基底的距离也会影响薄膜的质量等,这些参数之间相互影响,需要精确调整才能获得高质量的薄膜。

 

注:溅射粒子在与基底相互作用时具有较高的动能,能够产生较强的附着力,但溅射过程中产生的溅射粒子数量相对有限,且溅射粒子在运动过程中会受到气体分子的碰撞等影响,其到达基底的效率相对较低,为了保证溅射粒子能够直线运动到基底表面以获得较好的薄膜质量,通常需要在较低的气压下进行溅射镀膜,这也限制了单位时间内到达基底的粒子数量,从而导致镀膜速率相对较慢。

 物理气相蒸镀沉积

应用领域不同原因

 光学领域

真空蒸镀膜在光学镀膜方面应用广泛,主要是因为其镀膜速率快、成本低,能够满足大规模生产光学元件的需求。对于一些对薄膜质量要求不是特别高的光学应用,如普通的眼镜镜片增透膜等,真空蒸镀膜是一种经济有效的选择。

真空溅射膜在高精度光学仪器、激光器件等领域应用更多,是因为其薄膜质量更高,如致密性好、均匀性好、附着力强等,能够满足这些高端光学器件对光学性能和稳定性的严格要求。

 

电子领域

真空溅射膜在电子领域广泛应用,是因为电子器件对薄膜的性能要求非常高,需要良好的致密性、附着力和成分均匀性,以确保器件的稳定性和可靠性。真空溅射膜能够满足这些要求,例如在半导体器件制造中,薄膜的质量直接影响器件的性能和寿命。

真空蒸镀膜在电子领域应用相对较少,主要是因为其薄膜性能在某些方面不能满足电子器件的严格要求,如附着力较弱可能导致薄膜在后续的加工或使用过程中容易脱落。

 

装饰领域

真空蒸镀膜在装饰领域应用广泛,是因为其可以通过控制蒸发材料和工艺参数,获得各种丰富的颜色和光泽,而且成本相对较低,适合大规模生产装饰性产品。

真空溅射膜在装饰领域应用较少,是因为其成本较高、工艺复杂,对于装饰性要求为主的产品来说,性价比相对较低。

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