3.离子电镀法
1963年,桑迪亚公司的D.M .马托克斯首次提出了离子镀技术。它是在真空蒸发和真空溅射的基础上发展起来的一种新的镀膜技术。
玻璃镀膜离子镀英文全称简称IP。在真空条件下,采用气体放电实现镀膜,即气体或蒸发物质在真空室中电离
在体离子或蒸发物质的离子的轰击下,蒸发物质或其反应产物同时在衬底上蒸发。1972年,班沙建议在真空放电蒸发过程中引入反应
由气体生成化合物的方法,即(反应蒸发法)(简称ARE法)。同时,在离子镀过程中引入一部分反应气体而不是氩气,以生成复合膜、形成反应离子镀法(简称RIP法)等等。
真空镀膜根据不同膜材料的气化和电离方式,可以形成不同类型的离子镀方法。膜材料的气化方法有:电阻加热、电子束加热和等离子体电子束添加
加热、高频感应加热、阴极电弧放电加热等。气体分子或原子的电离和活化方式有:辉光放电型、电子束型、热电子型和等离子电子束型
多弧和高真空电弧放电型,以及各种形式的离子源等。不同的蒸发源和不同的电离或激发模式有许多不同的组合。目前相当普遍
真空设备使用的组合方法有:
1) DC双极型(DC IP)。通过电阻或电子束加热使膜材料气化;电镀衬底用作阴极,冲洗气体氩(也可以充电)通过高压DC辉光放电放电
少量的反应气体)。这种方法的特点是:基片温升大,衍射好,附着力好,膜结构和形貌差,用电子束加热必须用差压板;可利用的电镀用耐腐蚀润滑机械产品。
2)多阴极型。通过电阻或电子束加热使膜材料气化;带电的真空惰性气体或反应气体被热电子、阴极发射的电子和辉光放电电离。
这种方法的特点是基板温升小,有时需要加热基板,可用于镀精密机械产品和电子器件装饰。
3)反应蒸发。膜材料通过电子束加热气化;借助于前向偏压探针和电子束之间的低压等离子体辉光放电或二次电子,带电的氧气体和氮气等反应气体的电离。这种方法的特点是:衬底温升小,衬底需要加热,蒸发效率高,可以得到氧化铝、氮化钛和碳化钛薄膜;可以用于电镀机械产品、电子器件和装饰品。
4)空心阴极离子镀(HCD)。通过等离子体电子束加热气化膜材料;带电气体氩或其他惰性气体通过电子束碰撞与低电压和高电流反应
气体电离。这种方法的特点是:衬底温升小,衬底需要加热,电离率高,电子束光斑大,可以镀金属膜、介质膜和复合膜;可用于电镀
装饰涂料、耐磨涂料、机械产品。
5)射频IP。通过电阻或电子束加热使膜材料气化;通过射频等离子体放电,充入真空氩气和其他惰性气体,反应气体为氧气,氮离子化。该方法具有衬底温升小、不纯气体少、成膜好的特点,适用于复合镀膜。但是匹配很难。可应用于电镀光学和半导体
零件、装饰品、汽车零件等。