真空镀膜机原理和各部件分析

机械泵：也叫前级泵，机械泵是应用***广泛的一种低真空泵，它是用油来保持密封效果并依靠机械的方法不断的改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空。

1、机械泵的分类：机械泵有很多种，常用的有滑阀式(此主要应用于大型设备)、活塞往复式、定片式和旋片式(此目前应用***广泛，本文主要介绍)四种类型。

2、机械泵是从大气开始工作的，它的主要参数有极限真空，抽气速率，此为设计与选用机械泵的重要依据。单级泵可以将容器从大气抽到1、0*10-1PA的极限真空，双级机械泵可以将容器从大气抽到6、7*10-2帕，甚至更高

3、机械泵常常被用来抽除干燥的空气，但不能抽除含氧量过高和腐蚀性的气体，机械泵一般被用来抽除气体，但是对水气没有好的效果，所以它不能抽除水气。旋片泵中起主要作用的部件是弹片、定子、转子等，转子在定子里面但与定子不同心轴，象两个内切圆，转子槽内装有两片弹片，两弹片中间装有弹簧，保证了弹片紧紧贴在定子的内壁。

真空镀膜设备如何选配真空泵部件

一、在选真空泵时，首先要注意真空泵在工作时产生的振动对工艺和环境是不是存在着影响，如果工艺过程受到影响，应该采取防振措施或者另选真空泵。在选择的时候需要了解待抽气体的成分，如果需要选择性的抽气，一种泵可能不足以满足要求，必须组合多种不同的泵互相配合工作，如果真空镀膜设备镀膜要求无油则要选用无油泵。

二、真空泵的价格和维修费用也是我们考虑的***之一。

三、真空镀膜设备对于真空度的极限要求和工作压力强度要求越来越大，对真空泵的抽真空能力要求就越高，起码泵的极限抽真空度要高于真空设备工作真空度的半个数量级以上。每种泵都有一定的工作压强范围，譬如像扩散泵的压强为3~10-7mmHg，其稳定工作压强范围为5*10-4~5*10-6mmHg，那么使用扩散泵就不能让其在未定工作压强范围之外工作。

四、当泵需要的气体压力不高或所需的真空度不高的时候，可优先在单级泵中进行选择，度过排气压力或真空度的要求比较高，单击泵往往不可以满足要求，可以选择使用两级泵或者多级泵。

真空镀膜过程的均匀性到底多重要？

真空镀膜过程非常复杂，由于镀膜原理的不同分为很多种类，仅仅因为都需要高真空度而拥有统一名称。所以对于不同原理的真空镀膜，影响均匀性的因素也不尽相同。并且均匀性这个概念本身也会随着镀膜尺度和薄膜成分而有着不同的意义。

薄膜均匀性的概念：

1、厚度上的均匀性，也可以理解为粗糙度，在光学薄膜的尺度上看(也就是1/10波长作为单位，约为100A)，真空镀膜的均匀性已经相当好，可以轻松将粗糙度控制在可见光波长的1/10范围内，也就是说对于薄膜的光学特性来说，真空镀膜没有任何障碍。

但是如果是指原子层尺度上的均匀度，也就是说要实现10A甚至1A的表面平整，是现在真空镀膜中主要的技术含量与技术瓶颈所在，具体控制因素下面会根据不同镀膜给出详细解释。

2、化学组分上的均匀性：

就是说在薄膜中，化合物的原子组分会由于尺度过小而很容易的产生不均匀特性，SiTiO3薄膜，如果镀膜过程不科学，那么实际表面的组分并不是SiTiO3，而可能是其他的比例，镀的膜并非是想要的膜的化学成分，这也是真空镀膜的技术含量所在。

3、晶格有序度的均匀性：

这决定了薄膜是单晶，多晶，非晶，是真空镀膜技术中的热点问题，具体见下。

主要分类有两个大种类：一、对于蒸发镀膜：一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。

厚度均匀性主要取决于：1、基片材料与靶材的晶格匹配程度；2、基片表面温度；3、蒸发功率，速率；4、真空度；5、镀膜时间，厚度大小。

组分均匀性：蒸发镀膜组分均匀性不是很容易保证，具体可以调控的因素同上，但是由于原理所限，对于非单一组分镀膜，蒸发镀膜的组分均匀性不好。

晶向均匀性：1、晶格匹配度;2、基片温度;3、蒸发速率.