1 选题背景及介绍
1.1课题介绍
我选择的毕业设计课题是由吴雁教授指导校企合作的毕业设计课题,合作的企业是上海宏昊有限公司。公司专注于真空镀膜机的组装和空气泵的制造，真空镀膜机镀膜是指在真空中制备膜层，包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜使塑料表面金属化的方法有很多，如电镀法、热喷涂法、真空镀膜法等都能达到塑料表面金属化的目的．这几种方法中，真空镀膜法是在高真空状态下，采用加热或离子轰击的方法，本文来自辣/文(论+文?网，
毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文使金属材料由固态迅速转化为气态，以分子或原子形态沉积在塑料表面形成一薄层金属膜，被认为是塑料表面金属化最有效的手段之一．真空镀膜常用的方法有真空蒸发镀膜、磁控溅射镀膜和离子镀膜3种方法，图1为3种常见真空镀膜法的原理示意图。
图1.1 蒸镀方法示意结构图
1.2选题背景
真空蒸发镀膜在真空环境下加热镀膜材料，使它在极短时间内蒸发，蒸发了的镀膜材料分子沉积在塑料表面上形成镀膜层．此法简单便利、操作容易、成膜速度快、效率高，是薄膜真空制备中最为广泛使用的技术，但薄膜与基体结合较差，工艺重复性不好，只能蒸发铝这样的低熔点金属．蒸发镀膜：通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。这种方法最早由 M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。 蒸发源有三种类型： ①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质。电阻 加热源主要用于蒸发 Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni 等材料； ②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质； ③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于 2000[618-1]）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。 蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜，蒸发系统的蒸发舟采用氮化硼电阻式蒸发坩埚,具有电阻小、寿命长等优点。电阻蒸发采用单向可控硅交流调压,由12组主电路和控制单元组成,每组蒸发坩埚独立送丝,总调分调运用自如。既可统一调节,亦可分路调节,是当今国内外最流行,也是最可靠的电阻蒸发方式,已经得到了广泛的推广和应用。蒸发系统的送铝丝机构可前后移动,使铝丝在蒸发舟中前后移动,不但提高了蒸发量,而且还可以延长蒸发舟的使用寿命。真空卷绕式镀膜机的操作台配备PLC加触摸屏的操作界面显示,操作直观、轻松,可根据不同的镀铝膜基材的材料和镀铝膜基材的厚度,设定镀膜工艺参数,实现全自动控制。因此,这种新型的幅1500 mm的卷绕式真空镀膜机,和通常的卷绕式真空镀膜机相比,具有真空度高,抽真空的时间短,卷取性能好,镀膜幅度宽,镀膜速度快,跑偏量小,镀膜层牢固、均匀等优点。是一种理想的卷绕式真空镀膜机。
磁控溅射镀膜是在真空中充人惰性气体，并在塑料基体和金属靶之间加上高压直流电，由辉光放电产生的电子激发惰性气体，产生等离子体，等离子体将金属靶材的原子击出，沉积在塑料基体上．由于溅射原子能量比蒸发原子能量高一到两个数量级，高能量的溅射原子沉积在基体时转换的能量多，甚至可发生部分注入现象，同时溅射成膜过程中，基体始终在等离子区中被清洗和激活，因此溅射镀膜与塑料表面的附着力要比蒸发镀膜好，膜层致密、均匀，如配合适当的工件转动，可在复杂表面上获得较均匀的镀层．溅射镀膜：用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基片上。溅射现象于1870 年开始用于镀膜技术，1930 年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。通常将欲沉积的材料制成板材靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入一到十帕的气体，在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极， 与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在一至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射 W、Ta、C、Mo、WC、TiC 等难熔物质。 溅射化合物膜可用反应溅射法，将反应气体 (O、N、HS、CH 等)加入 Ar 气中,反应气体及其离子与靶原子或溅 射原子发生反应生成化合物（如氧化物、氮化物等）而沉积在基片上。沉积绝缘膜可采用高频溅射法。基片装在 接地的电极上，绝缘靶装在对面的电极上。高频电源一端接地，一端通过匹配网络和隔直流电容接到装有绝缘靶 的电极上。接通高频电源后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子在电压的正半周和负半周分别打到绝缘靶上。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，在达到动态平衡时，靶处于负的偏置电位，从而使正离子对靶的溅射持续进行。采用磁控溅射可使沉积速率比非磁控溅射提高近一个数量级。
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