1、第三章 薄膜制造技術 光學薄膜可以采用物理汽相沉積（PVD)和化學液相沉積（CLD)兩種工藝來獲得。CLD工藝簡單，制造成本低，但膜層厚度不能精確控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，廢水廢氣對環境造成污染，已很少使用。 PVD需要使用真空鍍膜機，制造成本高，但膜層厚度能夠精確控制，膜層強度好，目前已廣泛使用。 PVD分為熱蒸發、濺射、離子鍍、及離子輔助鍍等。制作薄膜所必需的有關真空設備的基礎知識用物理方法制作薄膜，概括起來就是給制作薄膜的物質加上熱能或動量，使它分解為原子、分子或少數幾個原子、分子的集合體（從廣義來說，就是使其蒸發），并使它們在其他位置重新結合或凝聚。在這個過程中，如果大氣與蒸發

2、中的物質同時存在，那就會產生如下一些問題：蒸發物質的直線前進受妨礙而形成霧狀微粒，難以制得均勻平整的薄膜；空氣分子進入薄膜而形成雜質；空氣中的活性分子與薄膜形成化合物；蒸發用的加熱器及蒸發物質等與空氣分子發生反應形成化合物，從而不能進行正常的蒸發等等。因此，必須把空氣分子從制作薄膜的設備中排除出去，這個過程稱為抽氣。空氣壓力低于一個大氣壓的狀態稱為真空，而把產生真空的裝置叫做真空泵，抽成真空的容器叫做真空室，把包括真空泵和真空室在內的設備叫做真空設備。制作薄膜最重要的裝備是真空設備真空設備大致可分為兩類：高真空設備和超高真空設備。二者真空度不同，這兩種真空設備的抽氣系統基本上是相同的，但所用的

3、真空泵和真空閥不同，而且用于真空室和抽氣系統的材料也不同，下圖是典型的高真空設備的原理圖，制作薄膜所用的高真空設備大多都屬于這一類。下圖是超高真空設備的原理圖，在原理上，它與高真空設備沒有什么不同，但是，為了稍稍改善抽氣時空氣的流動性，超高真空設備不太使用管子，多數將超高真空用的真空泵直接與真空室連接，一般還要裝上輔助真空泵（如鈦吸氣泵）來輔助超高真空泵。3.1 高真空鍍膜機1.真空系統 現代的光學薄膜制備都是在真空下獲得的。普通所說的真空鍍膜，基本都是在高真空中進行的。先進行(1)然后進行(2)。因為所有的（超）高真空泵只有在真空室的壓力降低到一定程度時才能進行工作，而且在高真空泵（如油擴散

4、泵）中，要把空氣之類的分子排出，就必須使排氣口的氣體壓力降低到一定程度。小型鍍膜機的真空系統低真空機械泵+高真空油擴散泵+低溫冷阱低真空機械泵先將真空室抽到5pa的低真空，為后續抽真空提供前提條件；機械泵與油擴散泵組成串聯機組，可將真空室抽到10-3 pa的高真空。大型鍍膜機高真空油擴散泵+低真空機械泵+羅茨泵+低溫冷阱羅茨泵作為提高抽氣速度、壓縮抽真空時間、提高生產效率的輔助真空泵。無油真空系統高真空低溫冷凝泵+低真空機械泵低溫冷凝泵的最大優點是無油，有效避免了油擴散泵的油污染問題。膜層更牢固。2、熱蒸發系統電阻熱蒸發電極兩對、電子束蒸發源一個或兩個。電阻熱蒸發電極用于蒸發低熔點材料；電子束

5、蒸發源用于蒸發高熔點材料。3、膜層厚度控制系統 石英晶體膜厚儀基于石英晶體振蕩頻率隨膜層厚度的增加而衰減的原理進行測厚，測的是膜 層的幾何厚度。 光電膜厚儀以被鍍零件的光透射或反射信號隨膜層厚度的變化值作為測量厚度的依據，測的是膜 層的光學厚度。靈敏度較低。 3.2 真空與物理汽相沉積 用物理方法制作薄膜，概括起來就是給薄膜材料加上熱能或動量，使它們蒸發，并在其他位置重新結合或凝聚。PVD設備被稱做真空鍍膜機。這些設備的共同突出的特點就是需要高真空。3.2.1 PVD 與真空 1、熱蒸發工藝過程 光學薄膜的淀積中用得最多的是熱蒸發法。它的基本原理是把被蒸發材料加熱到蒸發溫度，使之揮發淀積到放置

6、在工件架上的零件表面，形成所需要的膜層。見右圖1一般運用的加熱方式主要有電流加熱、高頻加熱和電子束加熱。2、大氣PVD存在的問題 常壓時，氣體分子密度太高，進入膜層成為雜質。蒸發膜料大多因碰撞而無法直線到達被鍍件。 3、真空PVD的優點 氣體分子的平均自由行程大于蒸發源到被鍍件之間的距離。被鍍膜層材料在高真空條件下容易蒸發，容易獲得高純膜，膜層堅硬，成膜速度快。 3.2.2 真空與壓強 所謂“真空”，是指在給定的空間內，壓強低于101325帕斯卡(也即一個標準大氣壓強約101KPa)的氣體狀態，并非一無所有。處于真空狀態下的氣體稀簿程度，通常用“真空度”來表示。 “真空度”顧名思義就是真空的程

7、度。是真空泵等抽真空設備的一個主要參數。 真空度的計量采用與壓強相同的方法和單位。 高真空度低壓強；低真空度高壓強壓強單位：Pa（帕斯卡 Pascall），簡稱“帕” 1(atm)標準大氣壓=760mmHg=101325Pa真空在薄膜制備中的作用主要有二個方面： 一是減少蒸發材料的分子與殘余氣體分子的碰撞，這樣才能將分子在蒸發過程中所得到的動能，全部轉換成與基板的結合能，以得到牢固的光學薄膜。 二是抑制蒸發材料的分子與真空室中殘余氣體之間的反應。3.2.3 PVD所需真空度 基本確定原則：氣體分子的平均自由程大于蒸發源到被鍍件之間的距離d。即膜料蒸汽的每一個分子都無碰撞地噴鍍到零件表面。經計算

8、，當d=1m時，真空度p=710-3Pa， 但此時的碰撞概率為63%。規定：碰撞概率10%；計算：真空度p710-4 Pa大多數鍍膜機的d=0.5m，所以光學鍍膜機的真空度指標設定為 p 1.310-3 Pa這時才能有效地減少碰撞現象的產生。3.3 真空的獲得與檢驗真空泵是獲得真空的關鍵設備，現代光學薄膜技術中獲得真空的設備主要有以下幾種：機械泵羅茨泵油擴散泵分子泵冷凝泵等。 3.3.1 真空泵1、真空與真空泵抽真空抽出容器內的氣體，獲得真空狀態的過程或動作。真空泵用于抽出容器內氣體的機器。2、常見真空泵類型分類 氣體傳輸泵能使氣體不斷吸入和排出而達到抽氣的目的。如油封旋片式機械泵、羅茨泵。

9、氣體捕集泵利用泵體、工作物質對氣體分子的吸附和凝結作用抽出容器內的氣體。如低溫泵、吸附泵。各種真空泵的工作范圍 實際上能夠直接用于抽大氣并向大氣中排氣的真空泵只有機械泵。而單獨使用機械泵只能獲得低真空。因此，鍍膜機的真空機組最少需要兩個真空泵形成接力式真空機組，才能獲得所需要的高真空度。 3、旋片式機械泵 機械泵是采用旋片式的轉子和定子組成，隨著轉子的旋轉，不斷地進行吸氣、壓縮和排氣的循環過程，使連到機械泵的真空室獲得真空。油的作用：它有潤滑和密封的作用，排氣閥及其下部的泵體空腔用密封油密封，機械泵的密封油即機械泵油，它是一種礦物油。4、油擴散泵 典型的高真空泵在圓柱狀的筒內安裝著三級噴嘴，圓

10、筒下部的油用裝在下面的電爐加熱蒸發，使氣壓達到1托左右，然后從三個噴嘴向出氣口的方向噴射。從進氣口擴散來的空氣分子被卷進噴射的油蒸氣中而向著出氣口方向加速前進。被與排氣口連接的機械泵抽走。雖然油蒸氣流的大部分沖向出氣口，但還是有一部分沖向進氣口，因此，在擴散泵的進氣口一般要安裝水冷擋板或者液態氮捕集器，使油蒸氣冷凝，以減少油蒸氣向真空室中擴散。用于噴射的油，在高溫時一接觸大量的空氣就容易變質。即使在常溫下，如果長時間接觸一個氣壓的空氣，也會因吸收空氣中的水分等而使泵的性能下降。因此，在油擴散泵不工作時，一定要關閉進氣口和出氣口的閥門，以盡量使內部保持良好的真空狀態。5、羅茨泵 提高由機械泵和油

11、擴散泵組成的真空機組的抽氣速度。在較寬的壓強范圍內有較快的抽速；啟動快，能立即工作；對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感轉子不必潤滑，泵腔內無油；振動小，轉子動平衡條件好，沒有排氣閥；驅動功率小，機械摩擦損失小結構緊湊。 羅茨泵在泵腔內，有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。 由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v內，再經排氣口排出。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一定的間隙，可以實現高轉速運行。 在一根軸上安有35級的羅茨型轉子, 它為三級羅茨泵的構造, 各級轉子由中間壁來隔離, 形成各級的泵腔

12、,上一級的排氣口連到下一級的進氣口,各級串聯應用,各級轉子的直徑和形狀是相同的, 而各級轉子的寬度有時是不同的。 3.3.2 低溫冷凝泵低溫冷凝泵是一種利用低溫冷凝和低溫吸附原理抽氣的真空泵抽氣原理: 在低溫泵內設有由液氦或制冷機冷卻到極低溫度的冷板。它使氣體凝結，從而達到抽氣作用。低溫抽氣的主要作用是低溫冷凝、低溫吸附和低溫捕集。 低溫冷凝：氣體分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的氣體層上；抽氫時，冷板溫度比抽空氣時更低。低溫冷凝抽氣冷凝層厚度可達10毫米左右。低溫吸附：氣體分子以一個單分子層厚被吸附到涂在冷板上的吸附劑表面上。吸附的平衡壓力比相同溫度下的蒸氣壓力低得多。 低溫捕集：在抽氣溫

13、度下不能冷凝的氣體分子，被不斷增長的可冷凝氣體層埋葬和吸附。 由于泵的冷表面可以直接放入需抽真空的空間，甚至是真空空間的一個組成部分，所以它不需用管道連接，冷凝板的面積可做得很大，具有很大的抽氣速率，是一般的擴散泵難以達到的。低溫冷凝泵的特點：真正的無油真空泵：低溫冷凝，保持真空，無污染；抽速大：特別對H2O、H2等氣體抽速很大；運行費用低：只需電和冷卻水，不需液氮等低溫液體適應性強：無運動部件，不受外界干擾；可以安裝在任何方位；運動部件少且低速運行，壽命長；達到10-7 Pa的極限真空度，部分可達到10-9 Pa的極限真空度。3.3.3 PVD使用的高真空系統 3.3.4 真空度的檢測真空度

14、以殘余氣體的壓力表示。真空度是用真空計進行測量的，但是，被測量的真空度不同，必須采用不同的真空計。在一般的真空設備中，通常附有2-3個真空計。1、熱電偶真空計原理：通過熱電偶中熱絲的溫度與壓強的關系確定真空度。 熱絲3的溫度隨著規管內真空度的提高而升高。測量范圍：0.1313pa優點：測量的壓強是被測容器的真實壓強；能連續測量，并能遠距離讀數；結構簡單，容易制造；即使突然遇到氣壓急劇升高，也不會燒毀。缺點：標準曲線因氣體種類而異；讀數滯后；受外界影響大；老化現象嚴重，必須經常校準。2、熱陰極電離真空計（高真空測量）熱陰極電離真空計，在一般的真空設備中可以說是幾乎不可缺少的真空計，從10-1Pa

15、到l0-5Pa的真空，它都能比較精確地測量。 工作原理電子在電場中飛行時從電場獲得能量，若與氣體分子碰撞，將使氣體分子以一定幾率發生電離，產生正離子和次級電子。其電離幾率與電子能量有關。電子在飛行路途中產生的正離子數，正比于氣體密度n,在一定溫度下正比于氣體的壓力p。可根據離子電流的大小指示真空度。測量范圍：0.1110-5Pa關于這種真空計應該注意的是：由于真空計工作時燈絲處于加熱狀態，所以，如果它在加熱狀態下使用于差的真空狀態或者誤入空氣，燈絲就會因氧化而燒斷。蒸發系統：熱蒸發;濺射;離子鍍;離子輔助蒸發3.4 熱蒸發真空蒸鍍法是法拉第在1857年首創的，這是最簡便的薄膜制作方法，也是實驗

16、室中最普及的方法，真空蒸鍍法原理簡單，只要在真空中把制造薄膜的物質加熱蒸發并使其蒸氣附著在基底或工件的表面上就行了。蒸發的過程就是熱交換過程，用這種方法制作的薄膜稱為真空蒸鍍薄膜。真空蒸鍍法的優點是：(l)整個設備的結構比較簡單；(2)許多物質都可以容易地用真空蒸鍍法蒸鍍；(3)薄膜的形成機理比較簡單，可容易地用晶核的形成和生長理論來解釋；(4)由于制作薄膜時熱和電的干擾小，所以適用于薄膜形成時薄膜物理性質的研究；(5)能制作具有與主體材料不同成分比的化合物，也能制作具有與主體材料不同晶體結構的物質。真空蒸鍍法的缺點：(1)薄膜與基片表面之間的結合力一般是比較弱的；(2)對薄膜結構敏感的一些性

17、質，再現性差，可靠性差，無論用什么方法來制作薄膜這一問題都存在，然而真空蒸鍍的薄膜卻特別突出；(3)高熔點物質和低蒸氣壓物質的真空蒸鍍膜是很難制作的，特別是經常使用的鉑和鉭等物質很難用真空蒸鍍法來制作薄膜；(4)蒸發物質的坩堝材料也或多或少地一起蒸發，從而混入薄膜中成為雜質。此外，真空設備中的殘余氣體分子也會進入薄膜成為雜質。蒸發材料的基本加熱裝置蒸發源所謂真空鍍膜就是在真空中把制造薄膜的物質加熱，使其蒸發，讓蒸發物在基底或工件表面上附著的過程，因此，它所需要的基本裝置就是真空裝置、加熱裝置（蒸發源）及附著面（基片表面）。真空蒸鍍法的特點就是需要蒸鍍材料的加熱裝置。在真空中加熱物質的方法，有電

18、阻加熱法、電子轟擊法等等，此外還有高頻感應加熱法，但由于高頻感應加熱法所需的設備龐大，很少采用。1、電阻加熱源由于電阻加熱法很簡單，所以是很普及的方法。把薄片狀或線狀的高熔點金屬（經常使用的是鎢、鉬、鈦）做成舟箔或絲狀的蒸發源，裝上蒸鍍材料，或用坩堝裝上蒸鍍材料，讓電流通過蒸發源加熱蒸鍍材料使其蒸發，這就是電阻加熱法。電阻加熱源主要用于蒸發Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。 優點：簡單、經濟、操作方便。缺點：不能蒸發高熔點材料；膜料容易熱分解；膜料粒子初始動能低，膜層填充密度低，機械強度差。蒸發源做成什么形狀？蒸發源的形態一般有螺線形、舟形、盒形、坩堝形等等。螺線形蒸發源:

19、螺線形是線狀蒸發源所采用的形狀。把直徑為0.30.5毫米的金屬線或多股金屬線（鎢是最硬的材料，容易整形但質脆；鉭是非常容易加工的材料）卷在木螺絲之類的模子上，做成螺線狀的籠形線圈。這種蒸發源也有市售商品，但自己制作是很容易的。加熱電流用20安，采用這樣的電流就是高熔點金屬線也很容易蒸鍍，當薄膜材料做成粒狀或線狀時，通常就使用這種方法蒸鍍。舟形蒸發源:因為在螺線形蒸發源中薄膜材料是在整個空間蒸發的，所以薄膜材料的損耗大，而且粉末狀的薄膜材料也不能裝在螺線中。與此相反，舟形蒸發源的蒸發方向被限制在半個空間中，而且，不論何種形態的薄膜材料都可以裝入舟形蒸發源中，因為舟形蒸發源是通過使金屬片變形而做成

20、的，所以可制成各種各樣形狀。這種形式的蒸發源，薄膜材料只能從下向上蒸發。此外，由于加熱所需的電流也有超過100安的，所以需要特殊的變壓器。盒形蒸發源:當薄膜材料是很細的粉末時，因粉末中含有空氣，所以在真空抽氣和加熱時，粉末會向上飛濺或者成顆粒狀飛出。為了使這種粉末狀材料均勻地以分子狀態蒸發，可采用盒形蒸發源。這種蒸發源的加熱器是一個網格狀的圓筒，為減少熱損失，在圓筒外側設有兩個隔熱圓筒，在加熱器和第一隔熱圓筒之間裝人薄膜材料，這樣就可以避免材料迸起而飛出蒸發源。假如是金屬之類的薄膜材料，也可以放在加熱器圓筒的內側，但重要的是不能破壞溫度的均勻性。2、電子束加熱源在電阻加熱法中薄膜材料與蒸發源材

21、料是直接接觸的，因此該方法存在如下問題：因蒸發源材料的溫度高于薄膜材料而成為雜質混入薄膜材料，薄膜材料與蒸發源材料發生反應以及薄膜材料的蒸鍍受蒸發源材料熔點的限制（高熔點的氧化物材料，蒸發溫度在2000以上）等等。用電子槍來加熱蒸發可以避免這些問題。將電子集中轟擊薄膜材料的一部分而進行加熱的方法。現在一般采用e型電子槍。電子束加熱法的基本原理是：當電子槍燈絲經高溫加熱后，產生熱電子發射，這些熱發射電子經陰極（燈絲）和陽極之間的高壓電場加速，并聚焦成束，在線圈磁場的作用下，電子束產生270角的偏轉到達坩堝蒸發源材料的表面，使電子束所帶有的巨大的動能轉化為熱能，對材料進行迅速加熱，造成局部高溫而汽

22、化蒸發，這種電子槍因電子束軌跡成e型，因而得名為e型電子槍。e型電子槍的電子束對材料加熱蒸發時，其能量密度很大，蒸汽分子動能迅速增加，所以它能得到比電阻加熱法更牢固，更致蜜的膜層。另外，可以在X軸方向和Y軸方向附加二個交變的磁場，則可使電子束在材料表面一定的范圍內進行掃描。可避免材料“挖坑”現象的產生，使蒸發速率處于平穩狀態。特點： 可蒸發高熔點材料；膜料容易熱分解；膜料粒子初始動能高，膜層填充密度高，機械強度好。 優點：設備簡單，大多數材料都可以作為膜層材料蒸發。蒸發鍍膜與其他真空鍍膜方法相比，具有較高的沉積速率，可鍍制單質和不易熱分解的化合物膜。 3.5 濺射什么是濺射？ 用高速正離子轟擊

23、膜料（靶）表面，通過動量傳遞，使其分子或原子獲得足夠的動能而從靶表面逸出（濺射），在被鍍零件表面凝聚成膜。通常將欲沉積的材料制成板材靶,固定在陰極上。基片置于正對靶面的陽極上,距靶幾厘米。系統抽至高真空后充入氬氣，在陰極和陽極間加幾千伏電壓，兩極間即產生輝光放電。放電產生的正離子在電場作用下飛向陰極，與靶表面原子碰撞，受碰撞從靶面逸出的靶原子稱為濺射原子。濺射原子在基片表面沉積成膜。與蒸發鍍膜不同，濺射鍍膜不受膜材熔點的限制,可濺射一些難熔物質。3.5.1 輝光放電濺射1、輝光放電： 輝光放電是在真空度約為10-310-4Pa的真空中，在兩個電極之間加上高電壓時產生的放電現象。利用電極間的輝光

24、放電進行濺射。氣體放電的典型應用：正常輝光放電用于離子源。增大電流時，離子濃度增加，而電壓不變，離子能量不變。反常輝光放電用于濺射。電流電壓可調，方便成膜速率和轟擊能量的控制。弧光放電用于弧源離子鍍。一源同時完成快速成膜和離子轟擊雙重功能。低頻交流輝光放電 兩靶交替成為陰陽極，用于零件雙面同時鍍膜。 2、射頻輝光放電極間電壓變化頻率超過10MHz時，電場能夠通過任何一種類型的阻抗耦合進去，電極不再要求一定是導體。因此，可用于濺射任意一種材料。即可以濺射非金屬靶，又可以在絕緣體上鍍膜。3、濺射方式：（1）直流濺射又叫二極濺射或陰極濺射。把濺射室抽真空至10-3 10-4 Pa后，充入惰性工作氣體

25、（如Ar）至110-1 Pa，并在陰極上加數千伏的高壓，這時便出現輝光放電。離子向靶加速，通過動量傳遞，靶材原子被濺出而淀積在基板上。直流濺射結構簡單，可以長時間進行濺射。缺點是：不能濺射介質材料，濺射速率低，而且基板表面因受到電子轟擊而有較高的溫度，對不能承受高溫的基板應用受到限制。(2)三極四極濺射 三極和四極濺射是為了克服二極直流濺射基片溫度升高的缺點而設計的。在這種系統中，等離子區由熱陰極和一個與靶無關的陽極來維持，而靶偏壓是獨立的，這樣便可大大降低靶電壓，并在較低的氣壓下（如10-1Pa）進行放電。如果引入一個定向磁場，把等離子體聚成一定的形狀，則電離效率將顯著提高，因此有時稱三極或

26、四極濺射為等離子體濺射，從而使濺射速率從陰極濺射的80 nm/min提高到2000nm/min。此外，由于引起基板發熱的二次電子被磁場捕獲，避免了基板溫升。特點：熱陰極與陽極間的低壓大電流弧光放電形成等離子體，靶和基片雖置于等離子體邊緣，但不參與放電；靶上施加負偏壓，將離子從等離子體引向靶，形成濺射鍍。四極濺射相對三極濺射在熱陰極前增設了一個輔助陽極（圖中的柵極），有穩定放電的作用。優點：離子密度高，工作氣壓低，成膜速率快，基片溫升低。缺點：仍不能濺射介質靶。(3)射頻濺射（又稱高頻濺射） 射頻濺射是為了克服直流濺射不能濺射介質靶材的缺點而設計的，靶材作為一個電極，其上施加高頻電壓，穿過靶的是

27、位移電流。 前面的方法之所以不能用來濺射介質絕緣材料，是因為正離子打到靶材料上產生正電荷積累而使表面電位升高，致使正離子不能繼續轟擊靶材料而終止濺射。若在絕緣靶背面裝上一金屬電極，并施加頻率為530MHz的高頻電場，則濺射便可持續。高頻交流電場使靶交替地由離子和電子進行轟擊，初看起來這似乎會使濺射速率減小一半，其實，它的濺射速率卻高于陰極濺射。為了說明這一點，假設等離子體電位為零，靶材料的電壓為VT，金屬電極的交流電壓為VM。電極在正半周時，因為電子很容易運動，VT和VM電極很快被充電；存負半周時，離子運動相對于電子要慢得多，故被電子充電的電容開始慢慢放電。若使基板為正電位時到達基板的電子數等

28、于基板為負電位時到達基板的離子數，則靶材料有好長一段時間呈負性，或者說相當于靶自動地加了一個負偏壓Vb，于是靶材料能在正離子轟擊下進行濺射。另一方面，電子在高頻電場中的振蕩增加了電離幾率。由于這兩個原因，使濺射速率提高。3.5.2 磁控濺射前面所述的濺射系統，主要缺點是濺射速率較低。為了在低氣壓下進行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射是在平行于陰極表面施加強磁場，將電子束約束在陰極靶材表面近域，提高氣體的電離效率。其濺射速率比三極濺射提高10倍左右。對許多材料，濺射速率達到了電子束的蒸發速率。通過更換不同材質的靶和控制不同的濺射時間，可以獲得不同材質和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有

29、鍍膜層與基材的結合力強、鍍膜層致密、均勻等優點。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點：利用磁場與電子交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運行，從而增大電子撞擊氬氣產生離子的概率。所產生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。 1、常見結構（1）被鍍件參與放電（陽極）型平面磁控濺射： 靶為平面陰極。永久磁鐵在靶表面形成磁場，它同靶與基板之間的高壓電場構成正交電磁場。平行于陰極靶表面的磁場將電子約束在陰極靶表面附近，形成高密度的等離子體，有效地提高濺射速度，并減少了轟擊零件的電子數目，降低了零件因電子轟擊而溫升。磁控濺射不僅可以得到很高的濺射速率，而且在濺射金屬時還可避

30、免二次電子轟擊而使基板保持接近冷態，這對單晶和塑料基板具有重要的意義。磁控濺射可制備金屬膜和介質膜。柱面磁控濺射：利用圓柱形磁控陰極實現濺射的技術，磁控源是關鍵部分，陰極在中心位置的叫磁控源；陽極在中心位置的叫反磁控源。 圓柱形磁控濺射既可以用于柱形零件的外表面濺射沉積，也可以用于管狀零件的內表面濺射沉積，還可以用于大面積平面的均勻濺射沉積（柱面靶掃描濺射沉積）。（2）被鍍件不參與放電型 在磁控器內，自設一個陽極，形成一個可獨立工作的濺射源。被鍍件獨立于濺射源之旁。2、磁控濺射特點 (1)電場與磁場正交設置，約束電子在靶面近域，致使靶面近域有高密度等離子體，濺射速率很高； (2)磁控濺射源相對

31、被鍍件獨立，基片不再受電子轟擊而升溫，可對塑料等不耐高溫的基片實現濺射鍍； (3)磁控濺射源可以像熱蒸發源一樣使用，從而使被鍍件的形狀和位置不再受限制。3.5.3 離子束濺射用離子源發射的高能離子束直接轟擊靶材，使靶材濺射、沉積到零件表面成膜。離子束濺射淀積（IBS）技術是一種制備優質光學薄膜的重要方法，并在光通訊波分復用濾光片（DWDM濾光片）中得到重要的應用。這種系統的主要特點是運用一個功率大的RF（射頻）離子源產生高密度的高能的離子去轟擊靶材。因此，可以在高真空條件下實施高速的濺射淀積，而輔助離子源用來改善薄膜結構的致密度和生成氧化物的反應度。這樣的設備，可以實現在低溫下（100）超低光

32、學損耗（即超低的吸收損耗和散射損耗）超多層膜的制備。離子束濺射淀積特點：膜層附著力強，結構致密；離子束流能量可控性；濺射率與離子能量、離子束入射角有關；膜層應力隨離子束參數改變而可調控。3.6 離子鍍 1、什么是離子鍍？ 蒸發物質的分子被電子碰撞電離后以離子沉積在固體表面，稱為離子鍍。所謂離子鍍，是真空熱蒸發與濺射兩種技術結合而發展起來的一種新工藝。它使蒸發粒子從蒸發源到基板的行進途中離化，然后向具有負偏壓的基板加速，故得名為離子鍍。離子鍍技術1963年首先應用于人造衛星的金屬薄膜。離子鍍兼有熱蒸發的高成膜速率和濺射高能離子轟擊得到致密膜層的雙優效果。原理：膜料加熱蒸發，將基片作為陰極，蒸發源

33、作陽極，充入惰性氣體（如氬）以產生輝光放電。從蒸發源蒸發的分子發生電離，在強電場加速下轟擊并沉積在零件表面。 2、特點離子鍍膜是目前真空鍍膜技術中最新、最先進的表面工程技術之一，它具有以下優點： (1)膜層附著力強。高能粒子轟擊有三個作用：一是使基板得到清潔，產生高溫；二是使附著差的分子或原子產生濺射離開基板；三是促進了膜層材料的表面擴散和化學反應，甚至產生注入效應，注入深度可達25nm，因而附著力大大增強。 (2)膜層密度高。高能粒子不僅表面遷移率大，而且再濺射克服了淀積時的陰影效應，因而膜層密度接近于大塊材料。 (3)膜厚均勻性好。離子鍍的重要優點之一是基板前后表面均能淀積薄膜。這是因為：

34、荷電離子按電力線方向運動，凡電力線所及部位均能淀積膜層。離子鍍的這種膜厚分布特性為復雜形狀的零件鍍膜提供了一種很好的方法。即繞鍍性好。可用于齒輪和彈簧等具有復雜形狀的物體的鍍膜。(4)膜層淀積速率快。離子鍍用電阻加熱或電子束蒸發材料，因此最高淀積速率可達50m/min。(5)可在任何材料上鍍膜。包括絕緣體。3、常見類型蒸發源：可以是任何一種熱蒸發方式。離化方式：直流輝光放電、高頻輝光放電、弧光放電、電子束型、熱電子型。已形成的實用技術有活化反應離子鍍、空心陰極離子鍍、弧源離子鍍。3.7 離子輔助鍍在熱蒸發鍍膜技術中增設離子發生器離子源，產生離子束，在熱蒸發進行的同時，用離子束轟擊正在生長的膜層

35、，形成致密均勻結構，使膜層的穩定性提高，達到改善膜層光學和機械性能的目的。離子輔助淀積（IAD）法是在真空加熱蒸發的基礎上發展起來的一種輔助淀積法，其原理由電阻加熱法或是電子束加熱法對膜料進行加熱蒸發時，淀積的分子或原子（淀積粒子）到達基底表面的過程中，不斷受到來自離子源所發射的中性荷能離子的轟擊，通過動能的轉移使淀積的粒子獲得很大的動能，提高了淀積粒子的遷移率，從而使薄膜的生長發生了根本的變化，使膜層的結構更加緊密，聚集密度也得到較大的提高，大大加強了光學薄膜的牢固度，同時也使膜層的抗激光能力得到提高。附錄資料：不需要的可以自行刪除 工藝圖形符號大全管道及附件圖 形 符 號說明圖 形 符 號

36、說明管道：用于一張圖內只有一種管道四通連接管道：用漢語拼音字頭表示管道類別流向導管：用圖例表示管道類別坡向交叉管：指管道交叉不連接，在下方和后面的管道應斷開套管伸縮器三通連接波形伸縮器弧形伸縮器管道滑動支架方形伸縮器保溫管也適用于防結露管防水套管多孔管軟管拆除管可撓曲橡膠接頭地溝管管道固定支架防護套管管道立管檢查口排水明溝清掃口排水暗溝通氣帽彎折管表示管道向后彎90雨水斗彎折管表示管道向前彎90排水漏斗存水彎圓形地漏方型地漏閥門套筒自動沖洗箱擋墩管道的連接圖 形 符 號說明圖 形 符 號說明法蘭連接活接頭承插連接轉動接頭管堵管接頭法蘭堵蓋彎管偏心異徑管正三通異徑管斜三通乙字管正四通喇叭口斜四通

37、螺紋連接閥門圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明閥門用于一張圖內只有一種閥門電動閥角閥液動閥三通閥氣動閥四通閥減壓閥閘閥旋塞閥截止閥底閥球閥消聲止回閥隔膜閥碟閥溫度調節閥彈簧安全閥壓力調節閥平衡錘安全閥電磁閥自動排氣閥止回閥浮球閥氣開隔膜閥氣閉隔膜閥延時自閉沖洗閥腳踏開關放水龍頭疏水器皮帶龍頭室外消火栓灑水龍頭室內消火栓(單口)化驗龍頭室內消火栓(雙口)肘式開關水泵接合器消防噴頭(開式)消防報警閥消防噴頭(閉式)衛生器具及水池圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明水盆水紙用于一張圖只有一種水盆或水池立式洗臉盆洗臉盆浴盆化驗盆、洗滌盆掛式小便器帶蓖洗滌盆蹲式大便器盥洗槽坐式大便器污水池淋浴噴頭

38、婦女衛生盆矩形化糞池HC為化糞池代號立式小便器圓形化糞池除油池YC為除油池代號放氣井沉淀池CC為沉淀池代號泄水井降溫池JC為降溫池代號水封井中和池ZC為中和池代號跌水井雨水口水表井本圖例與流量計相同設備及儀表圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明泵用于一張圖只有一種泵管道泵離心水泵熱交換器真空泵水-水熱交換器手搖泵開水器定量泵噴射器磁水泵集氣罐過濾器除污器上圖:平面下圖:立面水錘消除器暖風機浮球液位器溫度計攪拌器水流指示器散熱器上圖:平面下圖:立面壓力表自動記錄壓力表自動記錄流量計電接點壓力表轉子流量計流量計減壓孔板暖通工程圖形符號 HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3

39、-1.htm 線型 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-2.htm 風管及部件 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-3.htm 通風空調設備 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-4.htm 閥門線型圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明粗實線細虛線中實線細點劃線細實線細雙點劃線粗虛線折斷線中虛線波浪線風管及部件圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明風管送風管上圖為可見剖面下圖為不可見剖面排風管上圖為可見剖面下圖為不可見剖面風管測定孔異徑管柔性接頭中間部分也適用于軟風管異形管(天圓地方)彎頭帶導流片彎頭圓形

40、三通消聲彎頭矩形三通風管檢查孔傘形風帽筒形風帽百葉窗錐形風帽插板閥本圖例也適用于斜插板送風口蝶閥回風口對開式多葉調節閥圓形散流器上圖為剖面下圖為平面光圈式啟動調節閥方形散流器上圖為剖面下圖為平面風管止回閥防火閥電動對開多葉調節閥三通調節閥通風空調設備圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明通風空調設備左圖適用于帶傳動部分的設備,右圖適用于不帶傳動部分的設備加濕器空氣過濾器電加熱器消聲器減振器空氣加熱器離心式通風機空氣冷卻器軸流式通風機風機盤管噴嘴及噴霧排管風機流向:自三角形的底邊至頂點擋水板壓縮機噴霧式濾水器閥門圖 形 符 號說 明圖 形 符 號說明安全閥膨脹閥散熱放風門手動排氣閥散熱器三通閥(二)管道工程圖形符號 HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-1.htm 管道及附件| HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-2.htm 管道的連接 | HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-3.htm 閥