離子鍍是一種將靶材物料沉積在基材上的鍍膜方法,此類鍍膜工藝原理是靶材藉助電弧被離子化和汽化,然後高速沉積到基材之上。離子鍍通常在真空室或惰性氣體裝置中進行,離子鍍膜技術也稱為物理氣相沉積技術(PVD)。
隨著科學技術的飛快發展,離子鍍膜技術衍生出很多不同的類型,它們在蒸發源、充入氣體、真空環境、離化及離子加速方式等方面均有所不同,其特點及應用也有相應的差別:
1、感應加熱離子鍍膜,採用高頻感應加熱,充入惰性氣體或反應氣體,在10~10Pa的真空壓力環境下,發生感應漏磁,離子加速方式為DC1kV~5kV的加速電壓。特點是能獲得化合物鍍層,常用於裝飾品、機械製品、電子器件的鍍膜中。
2、電弧放電型高真空離子鍍膜,採用電子束加熱,真空或充入反應氣體,通過利用蒸發源熱電子或熱燈絲髮射電子促進離化(0-700V的加速電壓)。特點是離化率高、膜層質量優良,常用於機械製品、刀具、裝飾等鍍膜。
3、多弧離子鍍膜,採用陰極強光輝點為蒸發源,真空或充入反應氣體,在10~10Pa的真空壓力環境下,利用蒸發原子束的定向運動發生熱電離、發射, 弧光放電產生的離子。特點是離化率高、 沉積速率大,常用於刀具、機械製品、模具等鍍膜。
4、離子束鍍膜,採用電阻加熱, 從中噴出的是簇團狀的蒸發顆粒,充入真空或反應氣體,在10~10Pa的真空壓力環境下,發生電子發射, 從燈絲髮出的電子的碰撞作用,0~數千伏的加速電壓, 離化和加速獨立操作。特點是既能直接鍍化合物膜又能鍍純金屬膜,如ZnO,常用於音響器件、電子器件等。
5、電場蒸發,採用電子束加熱,在10~10Pa的真空壓力環境下,利用電子束形成的金屬等離子體,以數百伏至數千伏的加速電壓,離化和加速連動操作。特點是真空蒸鍍帶電場,其膜層質量好,常用於電子器件、音響器件等。
6、低壓等離子體離子鍍膜(LPPD),採用電子束加熱,充入惰性氣體、反應氣體,在10~10Pa的真空壓力環境下,發生等離子體離化,離子加速方式為DC或AC,50V的加速電壓。特點是結構簡單,能獲得TiC、TiN、AlO等化合物膜層,常用於機械製品、電子器件、裝飾品當中。
7、多陰極型,採用電阻加熱或電子束加熱,真空或充入惰性氣體、反應氣體,在10~10Pa的真空壓力環境下,依靠熱電子、 陰極放出的電子以及輝光放電,零至數千伏的加速電壓離化和離子加速可獨立操作。特點是採用低能電子,使其離化效率高、膜層質量可控制等,常用於精密機械製品、電子器件、裝飾品當中。
8、直流放電二極型(DCIP),採用電阻加熱或電子束加熱,充入及也可充入少量反應氣體,在5* 10~10的真空壓力環境下發生離子鍍,被鍍基體為陰極,利用高電壓宜流輝光放電,在數百伏至數千伏的電壓下加速,離化和離子加速一起進行。具備繞射性好、附著性強、基材的溫度易上升、膜結構及形貌差、若用電子束加熱則必須選用差壓板,常用於耐腐蝕、潤滑、機械製品中。
9、射頻放電離子鍍(RFIP),採用電阻加熱或電子束加熱,真空或充入及其它惰性氣體、反應氣體如O、 N、CH、CH等,可在10~10Pa的真空壓力環境下,發生射頻等離子體放電(13.56MHz),以零至數千伏的加速電壓,離化和離子加速獨立操作。特點是雜質氣體少、成膜質量好、化合物成膜更好,但是匹配較困難,常用於光學,半導體器件、裝飾品、汽車零件等。
10、空心陰極放電離子鍍膜(HCD),採用等離子電子束加熱,充入及其它惰性氣體、反應氣體,可在10~10Pa的真空壓力環境下,利用低壓大電流的電子束碰撞,以零至數百伏的加速電壓離化和離子加速器和離子加速獨立操作。特點是離化效率高、電子束斑較大,可鍍金屬膜、介質膜化合物膜等,常用於耐磨鍍層、裝飾鍍層、機械製品當中。
11、活性反應蒸鍍(ARE),採用電子束加熱,充入反應氣體O、N、CH、CH等,可在10~10Pa的真空壓力環境下,依靠電子束和正偏置探極之間的低壓等離子體輝光放電。是一種二次電子,無加速電壓,也有在基片上加有零至數千伏加速電壓的ARE。特點是蒸鍍效率高,能獲得TiC、TiN、AlO等化合膜,常用於電子器件、機械製品、裝飾品當中。
12、增強的ARE型,採用電子束加熱,充入及其它惰性氣體,反應氣體如O、N、CH、CH等,可在10~10Pa的真空壓力環境下,探極除了吸引電子束的一次電子、二次電子外,增強極發出的低能電子促進離化,它沒有加速電壓,也有在基片上如有零至數千伏加速電壓的增強的ARE。特點是易離化,基板所需功率和放電功率能獨立調節,膜層厚度容易控制,常用於電子器件、機械製品、裝飾品、光學器件當中。
採用離子鍍膜技術獲得的膜層均勻且超薄,因此非常適合形狀不均勻或不規則的基材鍍膜。廣東振華離子鍍膜機沉積的膜層,具有很強的硬度、耐久性、耐腐蝕性以及粘合性。