對(duì)特殊的非平面基片-半球表面上鍍制薄膜的膜厚均勻性進(jìn)行了理論分析研究。首先， 推導(dǎo)了半球面靜止時(shí)球面各點(diǎn)的膜厚方程以及此時(shí)半球面能夠鍍膜的區(qū)域。然后推算了半球表面沿通過(guò)球心豎直方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)后球面各位置處的膜厚方程， 另外當(dāng)蒸發(fā)源與球心的水平距離小于半球面半徑時(shí)， 存在一定區(qū)域無(wú)法鍍膜， 對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了理論計(jì)算。最后通過(guò)計(jì)算相對(duì)膜厚分析了半球表面膜層厚度分布情況。選擇合適的蒸發(fā)源與基底間的幾何配置可獲得小范圍內(nèi)相對(duì)較為均勻的鍍膜區(qū)域。該研究工作對(duì)半球面這種復(fù)雜的非平面基片上鍍膜膜厚均勻性研究工作具有理論指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)改善此種表面上的膜厚分布研究提供了相關(guān)的理論依據(jù)。

　　在真空鍍膜工作中， 膜厚不均勻性是制約各類功能薄膜發(fā)揮作用的重要因素。這類影響不止涉及光學(xué)薄膜這類對(duì)厚度控制有著較大要求的薄膜， 同時(shí)對(duì)應(yīng)用于光電、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等器件上的各類功能薄膜的影響也較大。因此對(duì)于平面基片上鍍制薄膜層的膜厚均勻性工作很早就吸引了諸多鍍膜工作者的注意， 這些研究包括各種不同的鍍膜方式， 如蒸發(fā)、磁控濺射、激光脈沖沉積、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等， 但是這些研究都是基于平面基片在平面夾具或者球形夾具下進(jìn)行的。

　　隨著現(xiàn)代鍍膜工作的復(fù)雜化、多樣化， 需要鍍制薄膜層的表面已經(jīng)不再僅限于平面基片， 特別是在半球面上鍍膜的情況越來(lái)越多， 如一些半球形的護(hù)罩、外殼等。顯然， 對(duì)于此類半球面上鍍膜的膜層厚度分布較之平面基片更加復(fù)雜， 嚴(yán)重制約了在此類特殊表面上鍍制的各類功能薄膜的正常使用， 因此對(duì)半球面鍍制薄膜層的膜厚分布研究是必不可少的， 然而對(duì)于此類非平面基片-半球面基底鍍制薄膜層的膜厚分布研究工作幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。

　　本文對(duì)蒸發(fā)下半球面鍍膜膜厚均勻性進(jìn)行了理論研究， 由于半球面內(nèi)部鍍膜的情況類似于基于球形夾具下的小平面基片鍍膜， 因此本文只對(duì)半球面外部鍍膜的膜厚均勻性進(jìn)行理論分析。分析過(guò)程中將蒸發(fā)源作為常見(jiàn)的兩類蒸發(fā)源，即向四周均勻發(fā)射的點(diǎn)源和遵守余弦分布的小平面面源。首先推導(dǎo)了該半球形基底在靜止時(shí)各點(diǎn)的膜厚公式， 然后在此基礎(chǔ)上計(jì)算了半球面轉(zhuǎn)動(dòng)后各位置的膜厚方程。最后對(duì)該半球面鍍膜的膜厚分布進(jìn)行了理論分析， 計(jì)算了相應(yīng)的均勻性方程并畫出了對(duì)應(yīng)的函數(shù)曲線圖。

　　結(jié)論

　　本文著手對(duì)特殊表面半球面鍍膜的膜厚分布進(jìn)行了理論研究， 研究過(guò)程中分別將蒸發(fā)源作為點(diǎn)源以及小平面面源。首先推算了球面靜止時(shí)半球面各點(diǎn)的膜厚方程以及相應(yīng)的可鍍膜范圍， 在此基礎(chǔ)上， 推算出了半球面沿通過(guò)球心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)后，半球面的膜厚方程，同時(shí)計(jì)算了R >n ≥0 時(shí)相應(yīng)的不可鍍膜區(qū)域。最后推算了半球表面的膜厚分布公式， 結(jié)果表明， 此類半球面鍍膜膜厚分布受蒸發(fā)源與半球面球心的豎直距離以及與球心的橫向平行距離與半球面半徑的比值影響變化很大。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程畫出了h/R =2，不同nR值以及n/R=2，不同hR時(shí)的膜厚分布曲線。選擇合適的基底與蒸發(fā)源之間的幾何配置，可獲得一定范圍內(nèi)厚度均勻的膜層， 但是該范圍都是較小的。在此文的理論指導(dǎo)下，改善此種半球面膜厚均勻性的進(jìn)一步工作還需要進(jìn)行。