真空蒸镀、离子镀、溅镀等干法工艺称为PVD(Physical Vapor Deposition)。对这些工艺所形成的镀膜及形成镀膜时的特征进行对比,则如【表1】所示。
【表1】各种PVD间对比
PVD | 真空蒸镀 | 离子镀 | 溅镀 |
镀膜 | 金属和部分化合物 | 金属、合金、部分化合物 | 金属、合金、化合物、金属陶瓷、陶瓷 |
原理 | 在真空中让金属蒸发并在基底上凝结 | 在氩气环境中让基底带-电位,让其放电的同时进行蒸镀 | 在惰性气体环境中让基底带+电位,让靶材带-电位,从而使其放电,让阴极材料飞溅出来,并附着在基底上 |
镀膜性质 | 镀层不均匀 | 致密,无针孔、气泡 | 致密,针孔极少 |
镀层与基底的边界面 | 无热扩散,边界清晰 | 相互扩散,缓慢过渡层 | 较为清晰 |
镀膜均匀性 | 不同位置会有所变化 | 良好 | 较为良好 |
镀膜纯度 | 取决于蒸发源的种类和纯度 | 取决于蒸发源的纯度 | 取决于蒸发源的纯度 |
镀膜生成速度 | 非常快 | 非常慢 | 较慢 |
膜厚控制 | 困难 | 容易 | 容易 |
掩模 | 容易 | 困难 | 容易 |
复杂形状产品的表面 | 仅在蒸发源方向的表面形成镀膜 | 全面形成镀膜 | 全面形成镀膜 |
蒸发源材料的成分和镀膜的成分相同则没有问题,但是根据PVD的方法不同,并不总能做到这一点。根据材料的蒸发方法、离子化方法、反应性气体的有误等不同,会有很大差异。
通常,在真空蒸镀和离子镀的过程中,镀膜成分会发生变化,但是在溅镀中基本不会发生变化。假如蒸发材料是食盐水,则在前者中仅会有水飞溅出来,但是在后者中,水和食盐会同时飞溅出来。