电镀技术

真空镀膜技术及设备的两百年发展史

发布时间:2012年05月10日

    化学镀膜最早用于在光学元件表面制备保护膜。随后,1817年,Fraunhofe在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃,偶然第一次获得减反射膜,1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜它们是最先在世界上制备的光学薄膜。后来,人们在化学溶液和蒸气中镀制各种光学薄膜。50年代,除大快窗玻璃增透膜的一些应用外,化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。

    真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺,是迄今在工业领域能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。它们大规模地应用,实际上是在1930年出现了油扩散泵---机械泵抽气系统之后。

1935年,有人研制出真空蒸发淀积的单层减反射膜。但它的最先应用是1945年以后镀制在眼镜片上。

1938年,美国和欧洲研制出双层减反射膜,但到1949年才制造出优质的产品。

1965年,研制出宽带三层减反射系统。在反射膜方面,美国通用电气公司1937年制造出第一盏镀铝灯。德国同年制成第一面医学上用的抗磨蚀硬铑膜。在滤光片方面,德国1939年试验淀积出金属—介质薄膜Fabry---Perot型干涉滤光片。

在溅射镀膜领域,大约于1858年,英国和德国的研究者先后于实验室中发现了溅射现象。该技术经历了缓慢的发展过程。

1955年,Wehner提出高频溅射技术后,溅射镀膜发展迅速,成为了一种重要的光学薄膜工艺。现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射和双离子溅射等淀积工艺。

自50年代以来,光学薄膜主要在镀膜工艺和计算机辅助设计两个方面发展迅速。在镀膜方面,研究和应用了一系列离子基新技术。

1953年,德国的Auwarter申请了用反应蒸发镀光学薄膜的专利,并提出用离子化的气体增加化学反应性的建议。

在此期间真空镀膜一直在不断的更新技术,一直到1976年,离子枪用于沉积薄膜的同步轰击(Weissmantel)。

1977年,中频平面磁控反应溅射沉积法研制成功(Cormia等);ITO膜的真空卷绕镀研制成功(Sierracin,Sheldahl等);幕墙玻璃在线溅射镀膜设备研制成功(Airco Temescal公司);溅射薄膜形态图出版发行(Thornton等);在细网上溅射加热镀镜面膜(Chahroudi)。1978年,在细网上镀制光衍射膜成功(Coburn公司);可控电弧蒸发源研制成功(Dorodnov);等离子体暗弧蒸发研制成功(Aksenov等);窗用ITO膜溅射沉积方法研制成功(后来简称CP膜);微弯柔性电路板问世(3M公司)。

1979年,商用在线低辐射率玻璃镀膜设备投入使用;溅射沉积网状膜实现产业化(Cormia Chahroudi公司);平面磁控阴极溅射取得专利(BOCCT公司);在线高沉积速率玻璃溅射镀膜设备问世(Leybold公司)。

1980年,离子枪改善蒸镀铬膜的应力(Hoffman,Gaerttner);第一台大型溅射卷绕镀膜设备问世(Leybold公司);多弧气相沉积在美国实现产业化;Ag基热控镀膜实现产业化(Leubold公司)。

1981年,在工具上用物理气相沉积法镀硬膜;装饰硬件的装饰膜和多功能膜(Leybold公司);装饰膜的溅射离子镀(Leybold公司);溅射卷绕镀设备问世(Leybold公司);高沉积速率的在线ITO—Ag—ITO镀膜设备问世(Leybold公司);表面镀银的反射膜研制成功(3M公司)。

1982年,超微粒子的气相蒸发实现产业化(ULVAC公司);旋转磁控柱状阴极取得专利(Mckelvey);旋转平面溅射靶研制成功(Tico Titanium公司).

1983年,轰击增强化学活性的研究(Lincoln,Geis等); 旋转柱状磁控溅射靶研制成功(Robinson); 高密度光盘问世(Phillips,Sony公司); 磁带用网状镀膜设备产业化(Leybold公司); 蒸发区真空度不断变化时形成金属化细网(Galileo公司).

1984年,a-Si光生伏打薄膜的网状镀制(Energy Conversion Devices公司).

1985年,真空蒸镀多层聚合物膜取得专利(GE公司).1986年,非平衡磁控溅射法的研究(Windows等)。

1987年,高温超导薄膜的激光剥离沉积(Dijkkamp等);无栅极的霍尔离子源研制成功(Kaufman,Robinson等);彩色喷墨打印问世(OCLI)。

1988年,双阴极中频溅射离子源研制成功(Este等);直流柱状旋转磁控溅射技术实现产业化(BOCCT公司);溅射沉积薄膜时控制应力的加压脉冲法研制成功(Cuthrell,Mattox)。

1989年,考陶尔兹功能薄膜问世,现在通称为CP膜。

1990年,双交流中频磁控溅射技术成熟(Leybold公司);用于金融柜安全的细网镀膜设备研制成功(ULVAC公司);用于细网镀膜的摇盘研制成功(Leybold公司);氧化铝的中频反应溅射沉积方法研制成功(Leybold公司.

1991年, 丙烯酸类聚合物上镀膜成功;ZrN装饰膜产业化(Leybold).

1993年,刮刀镀膜技术取得专利(Gillette公司);

1995年,氧化硅阻挡膜取得专利(BOCCT公司);用于汽车车灯的在线团束溅射镀膜技术研制成功(Leybold公司)。

1997年,丙烯酸类聚合物镀膜技术更名为δV技术;硅上用物理气相沉积法镀TaN和Cu(IBM公司);用于装饰膜的离线团束镀膜设备研制成功(Leybold公司)。

1998年,采用滤波电弧源的刮刀镀膜设备投产(Gillette公司)。

1999年,δV技术用于大面积玻璃的纵向镀膜。