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【涨知识】为什么需在真空中镀膜?

浏览:1072 发表时间:2019-01-19 13:27:36 来源:镀膜行业交流

在常压下蒸镀膜料无法形成理想的薄膜,事实上,如在压力不够低 ( 或者说真空度不够高 ) 的情况下同样得不到好的结果, 比如在10 2托数量级下蒸镀铝,得到的膜层不但不光亮,甚至发灰、发黑,而且机械强度极差,用松鼠毛刷轻轻一刷即可将铝层破坏。


蒸镀必须在一定的真空条件下进行,这是因为:


(1)较高的真空度可以保证汽化分子的平均自由程大于蒸发源到基底的距离。


由于气体分子的热运动,分子之间的碰撞也是极其频繁的,所以尽管气体分子运动的速度相当的高 ( 可达每秒几百米 ) ,但是由于它在前进的过程中要与其它分子多次碰撞, 一个分子在两次连续碰撞之间所走的距离被称为它的自由程, 而大量分子自由程的统计平均值就被称为分子的平均自由程。


由于气体压强与单位体积的分子数成正比, 因此平均自由程与气体的压强亦成正比。


在真空淀积薄膜过程中,当淀积距离大于分子的平均自由程时被称为低真空淀积, 而当淀积距离小于分子的平均自由程时被称为高真空淀积。在高真空淀积时,蒸发原子 ( 或分子 ) 与残余气体分子间的碰撞可以忽略不计,因此汽化原子是沿直线飞向基片的,这样保持较大动能到达基片的汽化原子即可以在基片上凝结成较牢固的膜层。在低真空淀积时,由于碰撞的结果会使汽化原子的速度和方向都发生变化,甚至可能在空间生成蒸汽原子集合体—其道理与水蒸汽在大气中生成雾相似。


(2)在较高的真空度下可以减少残余气体的污染在真空度不太高的情况下, 真空室内含有众多的残余气体分子( 氧、氮、水及碳氢化合物等 ) ,它们能给薄膜的镀制带来极大的危害。它们与汽化的膜料分子碰撞使平均自由程变短;它们与正在成膜的表面碰撞并与之反应; 它们隐藏在已形成的薄膜中逐渐侵蚀薄膜;它们与蒸发源高温化合减少其使用寿命;它们在已蒸发的膜料表面上形成氧化层使蒸镀过程不能顺利进行……。



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