【正文】 ；真空蒸發(fā)；濺射鍍膜；離子鍍；真空系統(tǒng) 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 II 目 錄 摘要 ??????????????????????????????? II 1. 緒論 ??? ??????????????????????????? 1 光學(xué)鍍膜技術(shù) 的發(fā)展 簡介 ??????????????????? 1 2. 基礎(chǔ)理論 ???????????????????????????? 2 光學(xué)鍍膜的特點 ??????????? ?????????? 2 熱蒸發(fā)原理 ??????????????????????? 6 電阻蒸發(fā)源蒸鍍法 ???????????????????? 6 電子束蒸發(fā)源蒸鍍法 ??????????????????? 7 電子束蒸發(fā)源的特點為?????????????????? 7 高頻感應(yīng)蒸發(fā)源的特點 ? ????????????????? 8 激光束蒸發(fā)源蒸鍍法 ??????????????????? 8 離子鍍的原理 ?????????????????????? 8 多弧離子鍍 ??????????????????????? 9 多弧離子鍍的應(yīng)用 ???????????????????? 10 直流濺射、射頻濺射、脈沖濺射和中頻濺射 ????????? 10 自濺射????????????????????????? 12 濺射 ?????????????????????????? 13 磁控濺射法制模 ???????????????? ????? 14 非平衡磁控濺射（ UBMS） ????????????????? 15 脈沖磁控濺射技術(shù)（ PMS） ?????????????????16 新型磁控濺射鍍膜工藝 ?????????????????? 16 3. 摻錫氧化銦（ ITO)……………………………………………………………… 17 研究與應(yīng)用現(xiàn)狀存在的問題???????????????? 17 溶膠 2 凝膠法?????????????????????? 18 ITO 薄膜表面特性???????????????????? 19 ITO 薄膜的發(fā)展??????????? ?????????? 22 IOT 薄膜應(yīng)用?????????????????????? 23 開發(fā)先進(jìn)的工藝技術(shù)??????????????????? 23 4. 光學(xué)薄膜 ??????????????????????????? 24 ITO 薄膜的應(yīng)用 ??????????????????????? 24 用于平面顯示 ???????????????????????? 24 用于交通工具風(fēng)擋 ?????????????????????? 25 用于太陽能方面 ??????????????????????? 25 真空紫外薄膜???? ?????????????????? ?? 25 高激光閾值薄膜???????????????????? ??? 26 增光膜、擴(kuò)散膜???????????????????? ??? 27 真空鍍膜的發(fā)展趨勢??????????????????? ?? 29 5. 結(jié)論 ????????????????????????????? 30 心得體會 ???????????????????????? ????? 31 參考文獻(xiàn) ???????????????????????? ????? 32 致謝 ???????????????????????? ?? ????? 33 武 漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 光學(xué)鍍膜技術(shù)的發(fā)展簡介 1994 年起：各公司均引入多層鍍膜，重新評價如何提高像質(zhì)。 19391943 年：卡爾 1971 年：可以說是多層鍍膜的元年，（全面推出第一年），各個照相機(jī)款式工廠對以往的可換鏡頭及新開發(fā)的可換鏡頭，各自采用多層鍍膜。 1. 光學(xué)性質(zhì)： 光學(xué)性質(zhì)是材料的基本性質(zhì)，與鏡片在日常生活中所見到的各種光學(xué)現(xiàn)象相符合，主要為 光線在鏡片表面的折射和反射、材料本身的吸收，以及散射和衍射現(xiàn)象。 目前市場所采用的鏡片材料的折射率范圍是從 。在這種情況下，色散現(xiàn)象所表現(xiàn)的是離軸物體邊緣帶有彩色條紋。材料的光線吸收遵循郎伯 (Lambert′ s Law)定律，它根據(jù)鏡片的不同厚度呈指數(shù)性的變化。目前合格的眼鏡片只有非常少量的散射光線產(chǎn) 武 漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 生，通?？梢院雎圆挥?。該測試是在一個恒定速度下增加壓力直到 100 牛頓。 4. 電性質(zhì) 電性質(zhì)表示了材料電磁波和電效應(yīng)的特性，由物理定律決定，有時需將鏡片的光學(xué)性質(zhì)與電性質(zhì)聯(lián)系。在化學(xué)吸附（化學(xué)鍵力引起的吸附）和物理吸附（靠分子間范德瓦爾斯力產(chǎn)生的吸附）作用下，蒸氣分子就吸附在基片表面上。 在真空環(huán)境下，若物質(zhì)表面靜壓強(qiáng)為 P，則單位時間內(nèi)從單位凝聚相表面蒸發(fā)出的質(zhì)量，即蒸發(fā)率為 式中 α 為蒸發(fā)系數(shù)， M 為克分子量， T 為凝聚相物質(zhì)的溫度。據(jù)日本專利報道，可采用 20％～ 30％的氮化硼和能與其相熔的耐火材料所組成的材料來制作坩鍋，并在表 面涂上一層含 62％～ 82％的鋯，其余為鋯硅合金材料。直槍的缺點是蒸鍍的材料會污染槍體結(jié)構(gòu)，給運行的穩(wěn)定性帶來困難，同時發(fā)射燈絲上逸出的鈉離子等也會引起膜層的污染，最近由西德公司研究，在電子束的出口處設(shè)置偏轉(zhuǎn)磁場，并在燈絲部位制成一套獨立的抽氣系統(tǒng)而做成直槍的改進(jìn)形式，不但徹底干便了燈絲對膜的污染，而 且還有利于提高槍的壽命。目前，在我國 e 型電子槍和空心陰極電子槍都已成功地應(yīng)用于蒸鍍及離子鍍的設(shè)備中。 激光束蒸發(fā)源蒸鍍法 采用激光束蒸發(fā)源的蒸鍍技術(shù)是一種理想的薄膜制備方法。與此同時 ,在離子鍍時代替氬氣導(dǎo)入一部分反應(yīng)氣體生成化合物薄膜 ,形成了反應(yīng)性離子鍍法 。 電弧既是蒸發(fā)源和離化源又是加熱源和離子濺射清洗的離子源。 直流反應(yīng)濺射則可以使用導(dǎo)體及高摻雜半導(dǎo)體材料作為靶材 ,沉積介質(zhì)薄膜 ,有較高的濺射速率。孿生靶濺射技術(shù)大大提高磁控濺射運行的穩(wěn)定性 ,可避免被毒化的靶面產(chǎn)生電荷積累 ,引起靶面電弧打火以及陽極消圖 圖 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 失的問題 ,濺射速率 高 ,為化合物薄膜的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。由此可能制備出新的薄膜材料 ,發(fā)展新的濺射技術(shù)。 濺射 濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。 (5)單晶靶由于焦距碰撞 (級聯(lián)過程中傳遞的動量愈來愈接近原子列方向 )，在密排方向上發(fā)生優(yōu)先濺射。通過增大加速電壓的方法也同時增加了電子的平均自由程，從而也不能有效地增加離化效率。射頻磁控濺射相對于直流磁控濺射的主要優(yōu)點是，它不要求作為電極的靶材是導(dǎo)電的。為了更進(jìn)一步提高膜層的均勻性，也可采用多源非平衡磁控濺射技術(shù)。實驗發(fā)現(xiàn)，采用中頻 (10～ 200kHz)的脈沖磁控濺射技術(shù)可以有效克服以上問題。沉積速率超過 1181。為克服此類問題，發(fā)展了多重表面工程技術(shù)，即利用幾種表面工程技術(shù)依次對材料進(jìn)行表面改性，獲得的表面改性層具有單一表面技術(shù)無法比擬的優(yōu)點。近年來 ,隨著信息技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展 , ITO 薄膜的 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 供需市場越來越大。 研究與應(yīng)用現(xiàn)狀存在的問題 目前，在濺射鍍膜技術(shù)中靶材的選擇與制作十分重要，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家中靶材的開發(fā)與制作已經(jīng)作為一門專業(yè)技術(shù)而活躍在鍍膜技術(shù)領(lǐng)域中。且薄膜的附著性很好，不易脫，并且分析了濺射電壓和濺射氣壓對方快電阻的影響。大量文獻(xiàn)紛紛涌現(xiàn) ,許多國際會議應(yīng)運而生 ,我國在 1990 年召開了第一屆全國溶膠 2 凝膠技術(shù)討論會。 6) 通過選擇溶劑、調(diào)整濃度、添加催化劑 ,可以改變?nèi)苣z性質(zhì) ,控制膜厚?；瘜W(xué)方法主要包括酸堿處理以及在 ITO 表面增加其它化合物。 表 1 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 在等離子處理 (plasma)方面 ,人們做了大量的試驗 ,使用了不同的氣體 ,在不同的條件下對 ITO進(jìn)行了處理。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn) ,其功函數(shù)提高了 100~ 300eV,其表面元素含量見表 1。 導(dǎo)電透光膜氧化銦錫（ Indium Tin Oxide） ,其本身具有良好的導(dǎo)電性及透光性，因此被廣泛用于光電產(chǎn)業(yè)，如液晶顯示器電話顯示器等，目前大部分仍鍍于玻璃基板上，在切割，制作成所需要 的形狀及尺寸；但玻璃具有易碎，重量大，大尺寸的基板制作不宜，故現(xiàn)今有往塑料基板發(fā)展的趨勢， ITO鍍在塑料基本上，不但可大量生產(chǎn)，切質(zhì)輕，奶撞擊，可制作成各種尺寸，曲面形狀，降低 lcd的厚度。通過掃描電鏡 ( SEM) 、透射電鏡 ( TEM)和平面圖像高分 辨率電鏡 (HREM) ,對 ITO 薄膜的微結(jié)構(gòu)取得了一些新認(rèn)識 ,但尚未完全掌握。由于 ITO 薄膜較容易制取 ,因而很適合作為陽極用在探測系統(tǒng)中 ,相對于常規(guī)碳膜陽極 ,它具有電阻均勻、線性及效率 良好、成本低廉、便于自制等優(yōu)點。例如 ,高質(zhì)量 ITO陶瓷靶卻完全依賴進(jìn)口 ,國內(nèi)尚處于研制階段 ,還未形成批量生產(chǎn)。隨著液晶顯示器件的大面積化、高等級化和彩色化 ,LCD將超過 CRT 成為顯示器件中的主流產(chǎn)品。 真空紫外薄膜 真空紫外 (VUV)是一種波長范圍為 100~200nm 的不可見光線 , 由于真空紫外光波長短、熱效應(yīng)不強(qiáng)等獨特特性 , 而廣泛應(yīng)用于工業(yè) (半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)、在塑料上雕刻圖形 )、醫(yī)學(xué) (片上生物工廠的制造 )裝置、天文、偵破等領(lǐng)域。對于特定的真空紫外材料來說 , 其性質(zhì)往往隨不同沉積設(shè)備和不同操作方法而各異。沉積了致密 SiO2 保護(hù)層的氟化物高反膜 , 在中心波長 180nm 處可得到接近 99%的反射率。 近年來 , 制備高反射膜 , 底折射率材料一般用 SiO2, 高反射率材料一般是用HfO ZrO Ti3O5 等，交替沉積上述的高低折射率材料制備而成的。 背光模組關(guān)鍵件 —— 導(dǎo)光板、擴(kuò)散膜、增光膜（棱鏡片）等，其技術(shù)實質(zhì)是大型微細(xì)結(jié)構(gòu)光學(xué)元件，也就是利用在透明膜片材上加工成型光學(xué)微細(xì)結(jié)構(gòu)和光學(xué)擴(kuò)散微粒的工藝技術(shù)，實現(xiàn)對光能的重新分布達(dá)到一定的使用目的。目前，該項技術(shù)國內(nèi)由于精密加工工業(yè)基礎(chǔ)太薄弱，沒有專門用于輥筒加工的超精密單點金剛石機(jī)床，沒有輥筒表面處理技術(shù)，不能達(dá)到增光膜工藝技術(shù)要求。真空制備的清潔環(huán)境，有希望加工組裝出納米電子器件所要求的結(jié)構(gòu)。 20xx 年 10 月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基 本完成。我在學(xué)校圖書館，圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。我想這是一次對意志的磨練，也是對我實 際能力的一次提升，相信這對我今后走向工作崗位是至關(guān)重要的。在這三年的學(xué)期中結(jié)識的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。 謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！ 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 35 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 F。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。 20xx 年 12 月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。鍍膜是將光學(xué)薄膜沉積在光學(xué)零件表面 的制造過程。目 前模輥加工設(shè)備及技術(shù)唯有美國穆爾納米技術(shù)公司擁有，該公司已向韓國、臺灣企業(yè)出售了該項設(shè)備與技術(shù)。 我們揭開背光模組的面紗就可以看到， 實際上是由一層層光學(xué)膜片材料組成，通過 他們實現(xiàn)對光的均勻分布 從（圖 ）中我們可以看到背光模組中擴(kuò)散膜和增光膜的實質(zhì)。 研究內(nèi)容： 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 飛機(jī)上的陀螺 球軸承 渦輪葉片 曲柄襯套 抗激光薄膜材料的選取； 激光損傷閾值測試裝置的實現(xiàn)； 抗激光膜系的設(shè)計及工藝參數(shù)優(yōu)化。 到目前為止 , 氟化物薄膜最好的沉積工藝是熱舟蒸發(fā)。金屬膜在整個真空紫外、甚至極紫外領(lǐng)域都能得到較高的反射率 , 加上金屬薄膜截止帶寬、中性好和偏振效應(yīng)小等 , 對于設(shè)計一些特殊應(yīng)用的膜系具有重要的作用。而紫外薄膜正是支持紫外光路系統(tǒng)的重要元件 ,它們的光學(xué)性能影響制約著整個系統(tǒng)的效率。 用于交通工具風(fēng) 擋 ITO 薄膜能除霧防霜 ,是一種典型的透明表面發(fā)熱體 ,可以用作汽車、火車、電車、飛機(jī)等交通工具的風(fēng)擋 ,用于陳列窗、溜冰眼鏡、雙引自行戰(zhàn)車及醫(yī)療喉鏡。所以我國科技部、北京、深圳等地紛紛將 ITO靶材及薄膜作為“十五”優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè) ,現(xiàn)在許多關(guān)鍵技術(shù)已實現(xiàn)了國 產(chǎn)化。 開發(fā)先進(jìn)的工藝技術(shù) 直流磁控濺射技術(shù)雖已廣泛應(yīng)用 ,但是美、日、德壟斷了該法制備 ITO 薄膜的關(guān)鍵技術(shù) 。另外隨著對以玻璃為襯底的 ITO 薄膜的廣泛深入研究 ,人們對低溫以至室溫下制備柔性襯底 ITO