影響真空鍍膜性能的因素有哪些?
影響真空鍍膜性能的因素主要有:
1、蒸發(fā)速率對(duì)蒸鍍涂層的性能影響
蒸發(fā)速率的大小對(duì)沉積膜層的影響比較大。由于低的沉積速率形成的涂層結(jié)構(gòu)松散易產(chǎn)大顆粒沉積,為保證涂層結(jié)構(gòu)的致密性,選擇較高的蒸發(fā)速率是十分安全的。當(dāng)真空室內(nèi)殘余氣體的壓力一定時(shí),則轟擊基片的轟擊速率即為定值。因此,選擇較高沉積速率后的沉的膜內(nèi)所含的殘余氣體會(huì)得到減小,從而減小了殘余氣體分子與蒸鍍膜材粒子的化學(xué)反應(yīng)故,沉積薄膜的純度即可提高。應(yīng)當(dāng)注意的是,沉積速率如果過(guò)大可能增加膜的內(nèi)應(yīng)力,致使膜層內(nèi)缺陷增大,嚴(yán)重時(shí)也可導(dǎo)致膜層的破裂。特別是,在反應(yīng)蒸鍍的工藝中,為了使反應(yīng)氣體與蒸膜材料粒子能夠進(jìn)行充分的反應(yīng),可選擇較低的沉積速率。當(dāng)然,對(duì)不同的材料蒸鍍應(yīng)當(dāng)選用不同的蒸發(fā)速率。作為沉積速率低會(huì)影響膜的性能的實(shí)際例子,是反射膜的沉積。如膜厚為600x10-8cm,蒸鍍時(shí)間為3s時(shí),其反射率為93%。但是,如果在同樣的膜厚條件下將蒸速率放慢,采用10min的時(shí)間來(lái)完成膜的沉積。這時(shí)膜的厚度雖然相同。但是,反射率已下降到68%。
2、基片溫度對(duì)蒸發(fā)涂層的影響
基片溫度對(duì)蒸發(fā)涂層的影響也大。高的基片溫度吸附在基片表面上的殘余氣體分子易于排除。特別是水蒸氣分子的排除更為重要。而且,在較高的溫度下不但易于促進(jìn)物理吸附向化學(xué)吸附的轉(zhuǎn)變,從而增加粒子之間的結(jié)合力。而且還可以減少蒸氣分子的再結(jié)晶溫度與基片溫度兩者之間的差異,從而減少或消除膜基界面上的內(nèi)應(yīng)力。此外,由于基片溫度與膜的結(jié)晶狀態(tài)有關(guān),在基片溫度低或不加熱的條件下,往往容易形成非晶態(tài)或微晶態(tài)涂層。相反在溫度較高時(shí),則易于生成晶態(tài)涂層。提高基片溫度也有利于涂層的力學(xué)性能的提高。當(dāng)然,基片溫度也不能過(guò)高,以防止蒸發(fā)涂層的再蒸發(fā)。
3、真空室內(nèi)殘余氣體壓力對(duì)膜層性能的影響
真空室內(nèi)殘余氣體的壓力對(duì)膜性能的影響較大。壓力過(guò)高殘余氣體分子不但易與蒸發(fā)粒子碰撞使其人射到基片上的動(dòng)能減小影響膜的附著力。而且,過(guò)高的殘余氣體壓力還會(huì)嚴(yán)重影響膜的純度,使涂層的性能降低。
4、蒸發(fā)溫度對(duì)蒸鍍涂層的影響
蒸發(fā)溫度對(duì)膜性能的影響是通過(guò)蒸發(fā)速率隨溫度變化而表現(xiàn)出來(lái)的。當(dāng)蒸發(fā)溫度高時(shí),汽化熱將減小。如果膜材在蒸發(fā)溫度以上進(jìn)行蒸發(fā)時(shí),即使是溫度稍有微小的變化,也可以引起膜材蒸發(fā)速率的急劇變化。因此,在薄膜的沉積過(guò)程中采取精確的控制蒸發(fā)溫度,避免在蒸發(fā)源加熱時(shí)產(chǎn)生大的溫度梯度,對(duì)于易于升華的膜材選用膜材本身為加熱器,進(jìn)行蒸鍍等措施也是非常重要的。
5、基體與鍍膜室的狀態(tài)對(duì)涂層性能的影響
基體與鍍膜室的清潔程度對(duì)涂層的性能影響是不可忽略的。它不但會(huì)嚴(yán)重影響沉積膜的純度,而且也會(huì)減小膜的附著力。因此,對(duì)基體的凈化,對(duì)真空鍍膜室及其室內(nèi)的有關(guān)構(gòu)件如基片架)進(jìn)行清潔處理和表面去氣均是真空鍍膜工藝過(guò)程中不可缺少的過(guò)程。