PVD镀膜工艺分类及介绍

　　物理气相沉积法（Physical Vapor Deposition)，简称PVD。

 

　　PVD镀膜涂层工艺一般区分为三种，分别是真空蒸发(Vacuum Evaporation)、溅射镀膜(Sputtering)、离子镀(Ion Plating)。

 

　　一、真空蒸发(Vacuum Evaporation)

 

　　金属在真空中加热时会变成气体而蒸发，真空蒸发就是利用此原理。处理时多在10-5Torr以下的真空中进行，金属及各种化合物都可当作被附着物质，其应用例有镜片、反射镜、塑胶零件等；但是以金属表面硬化为目的的用途则很少，主要多用于装饰性物件。

 

　　二、溅射镀膜(Sputtering)

 

　　高能量的粒子撞击靶材时靶中的分子或原子被撞击出来的现象，此原理是以靶为阴极，以基板为阳极，在10-2Torr左右的Ar气氛中加以高电压时阴极附近的Ar气离子化后变成Ar+，与阴极相撞击，被Ar+离子所撞击飞出的分子或原子撞上基板而堆积形成薄膜。

 

　　溅射应用范围极广，利用其薄膜的机能则是以耐磨耗性、耐蚀性、耐热性抗静电或装饰性为目的，但是因附著力的问题少见于刀具的应用。适用于大宗连续性镀膜，例如手机零件等。

 

　　三、离子镀(Ion Plating)

 

　　PVD镀膜涂层工艺中效果最好的为离子镀膜方式；此方法是利用电弧撞击靶材，使靶材原子被激发出来，与反应性气体反应，形成化合物沉积于工件表面的一种技术。炉内运行至高真空后，通入惰性气体，加偏压造成氩离子(Ar+)，及带负电的电子(e-)，带正电的氩离子会撞向通入偏压为负极的基板底材，来清洁工件表面；之后再通入反应气体，在靶材和基板底材间产生电浆，进行镀膜作业。此一方式成膜速度快、密著性较佳，多用于切削刀具镀膜涂层处理。

 

　　大部分企业都采用最先进的阴极电弧法(cathode arc)进行镀膜作业。与其他方式相比，此种方式拥有较多的离化率、均匀的附着性以及最佳的密度，大多被应用在金属的硬质镀膜上，特别是要求耐磨耗的物件。

 

　　PVD真空离子镀膜与传统电镀之间的不同

	传统电镀	PVD真空离子镀膜技术
方式	大气中，以电解液为媒介，属高污染工艺	真空环境下，以电浆为媒介，属于环保工艺
特性	均匀性佳，薄膜表面有光泽。但仅以包覆方式，覆盖表面无密著力可言	膜质紧密，均匀度视旋转夹具之结构而定
硬度	硬度约 Hv900 左右	硬度可达 Hv1800 以上
厚度	厚度约为镀膜的 10 倍以上	厚度为微米级(μm)有绝佳的被覆性
密度	热胀冷缩容易脱落	面宽 0.2平方毫米的钻石压子尖端可承受 10kg 以上垂直重量，膜层无剥落

        PVD 真空离子镀膜与电镀方式之膜形差异

传统电镀工艺示意图	PVD镀膜涂层工艺示意图
一般湿式镀层所製作之镀膜会在表面覆盖成一个薄膜层 ，不论底材之原先形状为何，表面所呈现出来的薄膜层都会趋于平坦。	PVD 镀层会依底材形状平均在上方形成一个镀膜层，依底材高低形状有所不同，经镀膜后的高低形状也是依照原先底材之态样。