目前，纳米涂层工艺作为科技含量较高的涂层技术，凡是传统表面涂层技术，通过专业的涂层设备，即实现复合型涂层。本期，百腾Penta小编就来简单分享：纳米镀膜之PVD&CVD真空镀膜工艺。

纳米膜材料常用制备方法：制备纳米膜材料的方法主要包括液相法和气相法。

纳米膜材料的主要制备工艺路线如下图所示：

液相法下纳米薄膜的制备：液相法将含有多种成膜组分的液体化学材料，采用刷涂、喷涂等工艺将液体材料涂覆于待镀物件表面，再经室温固化、加温固化、紫外光固化等步骤形成一层高分子防护薄膜。

液相法制备的薄膜主要用于传统工业领域机械设备及零部件的防水、防腐蚀、防磨损，但膜厚一般是微米级。用液相法制备纳米级的薄膜，膜厚和均匀性均难以控制。同时，液相法工艺为湿法工艺，需要对基材进行浸泡，不适用于电子产品、电子元器件等不可浸泡的基材。

气相沉积纳米薄膜的制备：气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学过程，在表面沉积具有特殊性能的薄膜。采用气相沉积技术制备的纳米薄膜纯度高、杂质污染少，而且可以通过调节真空度、沉积温度等因素实现对纳米材料的组成成分、尺寸和维度的精准调控。按照沉积过程可将气相沉积技术分为物理气相沉积技术和化学气相沉积技术。物理气相沉积中没有化学反应，不产生新的物质，形成纳米薄膜只是材料形态的改变。化学气相沉积过程中有化学反应，多种材料相互反应生成新的纳米材料。

物理气相沉积技术（PVD）：

物理气相沉积技术指的是在真空条件下，将原材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子，在基材表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积技术可沉积金属膜、合金膜、陶瓷、化合物膜、聚合物膜等。

PVD技术可用于半导体领域导电薄膜的制备，例如晶圆制造过程中电极互连线膜的制备。PVD技术能以金、银、铜、铝、铬、镍和铁等金属或无机非金属材料为原料，形成纳米级别的薄膜，改变基材表面的光学特性。在光伏领域可用于减少光线反射，提高光电转换效率；在电子消费品领域可用于改变电子产品显示屏幕的分辨率、透光率。另外，PVD技术通常还用于改变基材色泽、外观，用五金件上镀上不同的颜色，做为装饰用途。

PVD技术所需的反应温度一般较高，且难以对基材实现全方位覆盖，一般适用于平面基材的膜层制备。电子消费品整机及不耐高温、表面多细小沟壑的部件不适合用PVD技术制备纳米薄膜。

化学气相沉积技术（CVD）：

化学气相沉积技术较物理气相沉积技术绕镀性能更佳，能够覆盖更复杂、更精细的表面结构，更适合为精密部件制备纳米薄膜。

PVD与CVD绕镀性能对比分析

化学气相沉积根据反应条件、所用材料的不同，主要可分为以下五类：

常压化学气相沉积技术（APCVD）：

APCVD技术是在常压条件下进行沉积的方法，在许多领域都有广泛应用。由于这种沉积是在常压下进行的，无需真空环境，所以其设备较简单，操作方便，常用于制备微米级的薄膜，是早期的主要方法。由于APCVD的反应是在常压下进行的，在生成薄膜材料的同时各种副产物也将产生；而且常压下分子的扩散速率小，不能及时排出副产物，这既限制了沉积速率，又加大了膜层污染的可能性，导致薄膜的质量下降，现已逐渐被后来的低压化学气相沉积技术（LPCVD）和等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD）所取代。

低压化学气相沉积技术（LPCVD）：

LPCVD技术是在APCVD的基础上，为提高膜层质量和生产效率而发展起来的。LPCVD克服了APCVD沉积速率慢、膜层污染严重等缺点，因而所制备薄膜的均匀性好、缺陷少、质量高，并可同时在大批量的基板上沉积薄膜，易于实现自动化、高效率，现已成为工业中制备薄膜的主要方法之一。但LPCVD沉积温度一般较高，若用于为电子消费品整机及元器件等不耐高温的基材镀膜，一般须先在高温腔体中对化学材料进行裂解，再导入低温腔体中进行沉积。采用该技术手段制备纳米薄膜单次镀膜时间较长，生产加工效率较低，膜层较易从基材上脱落。采用的派瑞林工艺制备纳米防水涂层即采用了LPCVD的方式。

金属有机化学气相沉积技术（MOCVD）：

MOCVD技术是利用金属有机化合物作为源物质的一种CVD工艺，MOCVD对镀膜成分、晶相等品质容易控制，可在形状复杂的基材、衬底上形成均匀镀膜，拥有结构致密、附着力良好的优点，但参与反应材料（包括部分金属有机化合物和氢化物）在半导体领域，MOCVD主要用于LED外延片加工。

等离子体增强化学气相沉积（PECVD）：

PECVD借助等离子体的电激活作用实现了在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能的薄膜，其操作方法灵活，工艺重复性好，尤其是可以在不同复杂形状的基板上沉积各种薄膜。PECVD技术在光伏领域常用于以各类无机非金属为原材料制备硅表面的减反射膜，减少光的反射，提高光电转换效率。PECVD技术在半导体领域主要用于在集成电路中制备钝化保护层、介电抗反射涂层、介质层、应力记忆层等薄膜， PECVD技术在电子消费品领域主要用于为相关产品制备纳米薄膜提供综合防护。

原子层沉积技术（Atomiclayerdeposition，ALD）：

ALD技术是一种将物质以单原子膜的形式一层一层镀在基底表面的方法。与普通的CVD有相似之处，但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子，对薄膜厚度可以精确控制。该方法对基材不设限，尤其适用于具有高深宽比或复杂三维结构的基材，但沉积速度较慢，多用于小型精密部件的覆膜。ALD技术在半导体领域主要应用于芯片制造工艺，在结构复杂、薄膜厚度要求精准的先进逻辑芯片制造中不可或缺。

以上百腾Penta小编分享了不同工艺的纳米镀膜工艺技术，百腾科技作为纳米镀膜行业的一份子，依据客户不同的产品需求，提供专业的镀膜解决方案。

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