PVD技术是制备薄膜材料的主要技术之一，膜层赋予产品表面金属质感和丰富的颜色，并改善耐磨、耐腐蚀性，延长寿命。溅射镀膜和真空蒸发镀膜是最主流的两种 PVD 镀膜方式。

一、定义

物理气相沉积是一种物理气相反应生长法。沉积过程是在真空或低气压气体放电条件下，即在低温等离子体中进行的。涂层的物质源是固态物质，经过“蒸发或溅射”后，在零件表面生成与基材性能完全不同的新的固体物质涂层。

二、基本过程

1.从原料中发射粒子（经过蒸发、升华、溅射和分解等过程）；

2.粒子输运到基片（粒子之间发生碰撞，产生离化、复合、反应，能量的交换和运动方向的变化）；

3.粒子在基片上凝结、成核、长大和成膜。

三、分类及比较

四、真空蒸发镀膜

1、真空的定义

泛指低于一个大气压的气体状态。与普通大气压状态相比，分子密度较为稀薄，从而气体分子和气体分子、气体分子和器壁之间的碰撞几率要低一些。

2、真空蒸发镀膜的定义

真空蒸发镀膜是在真空条件下，用蒸发器加热蒸发物质使之汽化，蒸发粒子流直接射向基片并在基片上沉积形成固态薄膜的技术。括热蒸发和EB蒸发（电子束蒸发）

3、真空蒸发镀膜主要过程

1）采用各种能源方式转成热能，加热膜材使之蒸发或升华，成为具有一定能量的气态粒子（原子、分子和原子团）

2）离开膜材表面，具有相当运动速度的气态粒子以基本上无碰撞的直线飞行输运到基体表面；

3）到达基体表面的气态粒子凝聚形核后生长成固相薄膜

4）组成薄膜的原子重组排列或产生化学键合

4、热蒸发原理及特点

热蒸发是在真空状况下，将所要蒸镀的材料利用电阻加热达到熔化温度，使原子蒸发，到达并附着在基板表面上的一种镀膜技术。

特点：装置便宜、操作简单广泛用于Au、Ag、Cu、Ni、In、Cr等导体材料。

5、E-Beam蒸发原理

热电子由灯丝发射后，被加速阳极加速，获得动能轰击到处于阳极的蒸发材料上，使蒸发材料加热气化，而实现蒸发镀膜。

特点：多用于要求纯度极高的膜、绝缘物的蒸镀和高熔点物质的蒸镀

6、真空蒸发镀膜特点

1）优点

设备简单、操作容易

薄膜纯度高，质量好，厚度可控

速率快、效率高、可用掩膜获得清晰图形

薄膜生长机理比较单纯

2）缺点

不易获得结晶结构的薄膜

薄膜与基片附着力小

工艺重复性不够欧豪

3）主要部分

真空室提供必要的真空

蒸发源和蒸发加热器放置蒸发材料并对其进行加热

基板用于接收蒸发物质并在其表面形成固体蒸发薄膜

基板加热器

测温器

五、真空溅射镀膜

1、真空溅射镀膜的定义

给靶材施加高电压（形成等离子状态），使正荷电气体离子撞击靶材、金属原子飞弹，而在样品表面形成金属皮膜的方法。

2、磁控溅射镀膜的定义

电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。

3、辉光放电的定义

辉光放电是指在稀薄气体中，两个电极之间加上电压时产生的一种气体放电现象。

4、特点

1）真空溅射镀膜的特点

对于任何待镀材料,只有能做成靶材,就能实现溅射

溅射所获得的薄膜与基片结合良好

溅射所获得的薄膜纯度高,致密性好

溅射工艺可重复性好,膜厚可控制,同时可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜

2）真空溅射镀膜的缺点

溅射设备复杂

溅射淀积的成膜速率低,真空蒸镀淀积速率为0.1~5μm/min

基板升温较高和易受杂质气体影响

六、真空离子镀膜

1、定义

在真空条件下，利用气体放电使气体或蒸发物质离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其反应物蒸镀在基片上。

离子镀把辉光放电、等离子体技术与真空蒸发镀膜技术结合在一起

2、原理

真空离子镀膜是真空蒸发和真空溅射镀膜结合的一种镀膜技术。离子镀的过程是在真空条件下,利用气体放电使工作气体或被蒸发物质(膜材)部分离化,在工作气体离子或者被蒸发物质的离子轰击作用下,把蒸发物质或其反应物沉积在被镀基片表面的过程

3、特点

镀层附着性号，膜层不易脱落

绕镀性好，改善了表面的覆盖度

镀层质量好

沉积速率高，成膜速度快

镀膜所适用的基体材料与膜材范围广