熱蒸發鍍膜儀是一種在真空環境中通過高溫加熱材料使其氣化,并在基底表面沉積形成薄膜的工藝試驗儀器,廣泛應用于新能源、半導體、光學、生物醫學及日常工業領域。其核心原理是通過電阻加熱、電子束轟擊或感應加熱等方式,使固態材料(如金屬、介電質或有機物)在真空腔體內達到蒸發溫度(通常200℃-3000℃),氣態粒子通過氣流輸運至基底表面,經冷卻凝結形成均勻薄膜。設備真空度要求嚴格,一般需低于10??Pa,以防止材料氧化并減少氣態粒子與殘余氣體的碰撞,確保薄膜純度。
1、真空環境:熱蒸發鍍膜過程需要在高真空環境中進行,以減少氣體分子與蒸發物質之間的碰撞,保證薄膜的質量和純度。真空環境還可以避免氧化或其他化學反應的發生。
2、加熱方式:根據不同的需求和材料特性,可以采用電阻加熱、電子束加熱或感應加熱等方式來蒸發材料。電阻加熱簡單易行,適用于低熔點材料;電子束加熱則因其能量密度高,適合用于高熔點材料如鎢、鉬等,并可獲得較高的蒸發速率;感應加熱蒸發源具有蒸發速率大、溫度穩定性好等特點,但其裝置復雜且造價較高。
3、蒸發材料多樣性:熱蒸發鍍膜儀可用于多種材料的蒸發,包括但不限于Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等金屬材料以及一些非金屬材料如碳、SiO2、Al2O3等。
4、精確控制:現代的熱蒸發鍍膜儀通常配備有先進的控制系統,能夠精確控制蒸發源的溫度、蒸發速率、基底溫度以及薄膜厚度等關鍵參數,從而確保薄膜的一致性和重復性。
5、樣品處理能力:為了獲得均勻的薄膜,許多熱蒸發鍍膜儀配備了旋轉樣品臺,使得樣品可以在蒸發過程中旋轉,以提高薄膜的均勻性。
6、真空泵系統:高效的真空泵系統是熱蒸發鍍膜儀的重要組成部分,它不僅決定了能達到的極限真空度,還影響了抽氣速度和恢復背景真空的時間。例如,某些型號的鍍膜儀使用復合分子泵+機械泵組合,能夠在較短時間內達到高的真空度。
7、原位監控與自動控制:一些高d的熱蒸發鍍膜儀裝備了石英晶振監測(QCM)、光學監測等手段來進行原位監控,同時支持PC/PLC機制的自動控制,便于工藝控制、數據處理及遠程支持。
8、適應性強:熱蒸發鍍膜儀廣泛應用于半導體制造、太陽能電池制備、光學元件生產等多個領域,顯示出其廣泛的適用性和靈活性。
