真空鍍膜工職業(yè)技能模擬試卷含答案工種：真空鍍膜工等級：中級時間：120分鐘滿分：100分---一、單項選擇題（每題1分，共20分）1.真空環(huán)境中的壓強(qiáng)范圍通常指（）。A.1atm~10?3PaB.10?3Pa~10??PaC.10??Pa~10?12PaD.10?1Pa~10??Pa2.真空獲得系統(tǒng)中，用于粗抽空的主要設(shè)備是（）。A.真空泵B.擴(kuò)散泵C.離子泵D.前級泵3.在真空鍍膜過程中，膜層均勻性的主要影響因素是（）。A.基板溫度B.沉積速率C.真空度D.以上都是4.真空鍍膜中常用的靶材材料不包括（）。A.鈦（Ti）B.鋁（Al）C.硅（Si）D.鐵（Fe）5.磁控濺射技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.沉積速率高B.膜層致密性好C.能濺射難熔金屬D.以上都是6.真空系統(tǒng)檢漏常用的方法不包括（）。A.氦質(zhì)譜檢漏B.氮?dú)庵脫Q法C.示蹤氣體法D.聽聲法7.真空鍍膜設(shè)備的真空腔體材料通常選用（）。A.不銹鋼（SS316）B.鋁合金（AL6061）C.銅（Cu）D.鈦合金（Ti6242）8.膜層厚度控制的常用方法是（）。A.電子束蒸發(fā)B.磁控濺射C.薄膜厚度監(jiān)控儀D.以上都不是9.真空環(huán)境中的氣體放電現(xiàn)象通常發(fā)生在（）。A.高真空B.低真空C.中真空D.高氣壓環(huán)境10.真空鍍膜過程中，基板溫度過高可能導(dǎo)致（）。A.膜層致密性差B.膜層針孔增多C.沉積速率加快D.以上都是11.離子輔助沉積（IAD）技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.提高膜層附著力B.增加膜層硬度C.改善膜層均勻性D.以上都是12.真空系統(tǒng)抽氣時間的長短主要取決于（）。A.真空腔體體積B.抽氣泵的抽速C.系統(tǒng)內(nèi)初始?xì)怏w量D.以上都是13.真空鍍膜中，膜層出現(xiàn)針孔的主要原因是（）。A.氣體雜質(zhì)B.基板污染C.膜層內(nèi)應(yīng)力D.以上都是14.真空環(huán)境中的殘余氣體成分通常包括（）。A.氮?dú)猓∟?）B.氫氣（H?）C.氦氣（He）D.以上都是15.磁控濺射中，靶材的磁化強(qiáng)度影響（）。A.沉積速率B.膜層均勻性C.離子能量D.以上都是16.真空鍍膜設(shè)備的真空度通常用（）。A.托（Torr）B.帕（Pa）C.毫巴（mbar）D.以上都是17.膜層附著力測試常用的方法不包括（）。A.劃格法B.拉拔法C.蒸發(fā)法D.壓力測試法18.真空系統(tǒng)中，油擴(kuò)散泵的工作溫度通常在（）。A.20°C~40°CB.40°C~100°CC.100°C~200°CD.200°C~300°C19.真空鍍膜過程中，膜層脆性的主要原因是（）。A.晶粒過大B.氣體雜質(zhì)C.內(nèi)應(yīng)力D.以上都是20.真空環(huán)境中的金屬蒸發(fā)器通常使用（）。A.電阻加熱式B.感應(yīng)加熱式C.激光加熱式D.以上都是---二、多項選擇題（每題2分，共10分）1.真空系統(tǒng)的組成部分包括（）。A.真空泵B.真空閥門C.真空計D.真空腔體2.影響膜層均勻性的因素有（）。A.基板距離靶材的距離B.真空腔體形狀C.系統(tǒng)真空度D.沉積速率3.真空鍍膜中常見的膜層缺陷包括（）。A.針孔B.氣泡C.膜層剝落D.膜層厚度不均4.真空檢漏的方法有（）。A.氦質(zhì)譜檢漏B.氮?dú)庵脫Q法C.示蹤氣體法D.聽聲法5.真空鍍膜設(shè)備的安全操作要求包括（）。A.操作前檢查設(shè)備狀態(tài)B.防止觸電C.避免吸入有害氣體D.定期維護(hù)設(shè)備---三、判斷題（每題1分，共10分）1.真空度越高，氣體分子越少。（√）2.真空泵的抽速是指單位時間內(nèi)能抽走氣體的體積。（√）3.磁控濺射比電子束蒸發(fā)更節(jié)能。（√）4.真空鍍膜過程中，基板溫度越高越好。（×）5.真空環(huán)境中的殘余氣體主要影響膜層的電學(xué)性能。（√）6.離子輔助沉積可以提高膜層的附著力。（√）7.真空系統(tǒng)檢漏時，氦質(zhì)譜檢漏是最靈敏的方法。（√）8.真空鍍膜設(shè)備的真空腔體通常使用鋁合金材料。（×）9.真空環(huán)境中，氣體放電會導(dǎo)致膜層質(zhì)量下降。（√）10.真空鍍膜過程中，膜層厚度控制的常用工具是石英晶體振蕩器。（√）---四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述真空鍍膜的基本原理。答：真空鍍膜是在高真空環(huán)境下，通過加熱蒸發(fā)或濺射等方式，使靶材的原子或分子沉積到基板上，形成薄膜材料的過程。其基本原理包括：（1）真空環(huán)境：去除空氣中的氣體分子，減少對沉積過程的影響；（2）蒸發(fā)/濺射：靶材被加熱或離子轟擊，產(chǎn)生自由原子或分子；（3）沉積：自由粒子在基板上沉積并成膜。2.簡述磁控濺射的原理及其優(yōu)點(diǎn)。答：磁控濺射利用磁場約束等離子體，提高電離效率，從而加速離子轟擊靶材，使其濺射到基板上形成膜層。優(yōu)點(diǎn)包括：（1）沉積速率高；（2）膜層均勻性好；（3）可濺射多種難熔金屬；（4）工藝靈活，適用于大面積沉積。3.簡述真空系統(tǒng)檢漏的方法及其原理。答：真空系統(tǒng)檢漏常用方法包括：（1）氦質(zhì)譜檢漏：利用氦氣的高穿透性和質(zhì)譜儀的高靈敏度檢測漏點(diǎn)；（2）氮?dú)庵脫Q法：通過充入氮?dú)獠⒂^察壓力變化判斷漏點(diǎn)；（3）示蹤氣體法：使用氦氣或氖氣等示蹤氣體檢測漏點(diǎn)。原理是利用氣體的滲透性和檢測設(shè)備的靈敏度識別漏氣位置。4.簡述膜層附著力差的原因及改進(jìn)方法。答：膜層附著力差的原因包括：（1）基板污染；（2）膜層內(nèi)應(yīng)力過大；（3）界面反應(yīng)不良。改進(jìn)方法包括：（1）清潔基板表面；（2）提高沉積溫度；（3）采用離子輔助沉積增強(qiáng)結(jié)合力；（4）優(yōu)化靶材成分。---五、論述題（每題10分，共20分）1.論述真空鍍膜過程中影響膜層質(zhì)量的主要因素及其控制方法。答：影響膜層質(zhì)量的主要因素及控制方法包括：（1）真空度：高真空度減少氣體干擾，需通過多級抽氣系統(tǒng)保證；（2）基板溫度：控制溫度可調(diào)節(jié)沉積速率和成膜質(zhì)量，通常使用溫控系統(tǒng)；（3）沉積速率：速率過高易產(chǎn)生針孔，需通過調(diào)節(jié)電流或功率控制；（4）靶材質(zhì)量：純度高、顆粒少的靶材可提高膜層均勻性；（5）離子輔助沉積：可增強(qiáng)附著力，需調(diào)節(jié)離子能量和功率；（6）腔體設(shè)計：均勻的腔體結(jié)構(gòu)減少邊緣效應(yīng)，提高均勻性。2.論述真空鍍膜設(shè)備的安全操作規(guī)程及其重要性。答：真空鍍膜設(shè)備的安全操作規(guī)程及重要性包括：（1）操作前檢查設(shè)備狀態(tài)，確保真空泵、閥門、儀表正常；（2）防止觸電，接地設(shè)備并穿戴絕緣防護(hù)；（3）避免吸入有害氣體，佩戴防毒面具；（4）防止高溫燙傷，操作高溫設(shè)備需佩戴隔熱手套；（5）定期維護(hù)設(shè)備，清潔真空腔體并更換油封；（6）緊急情況下，立即斷電并疏散人員。重要性在于保障操作人員安全，避免設(shè)備損壞，確保生產(chǎn)穩(wěn)定。---六、計算題（每題10分，共20分）1.某真空系統(tǒng)的抽速為500L/s，初始壓強(qiáng)為1atm，抽氣時間需控制在10分鐘內(nèi)達(dá)到10?3Pa。求系統(tǒng)內(nèi)初始?xì)怏w量，并判斷是否滿足要求。解：初始?xì)怏w量\(N=P?\cdotV/kT\)，其中\(zhòng)(P?=1.013\times10?\)Pa，\(V=10\)m3，\(k=1.38\times10?23\)J/K，\(T=300\)K。\(N=(1.013\times10?)\cdot10/(1.38\times10?23\cdot300)\approx2.5\times1022\)分子。抽氣時間\(t=10\)分鐘=600s，抽速\(S=500\)L/s=0.5m3/s。壓強(qiáng)下降\(\DeltaP=N\cdotkT/(S\cdott)\approx1.38\times10?23\cdot300\cdot2.5\times1022/(0.5\cdot600)\approx1.38\)Pa。最終壓強(qiáng)\(P_f=P?-\DeltaP\approx1.013\times10?-1.38\approx1.011\times10?\)Pa>10?3Pa，不滿足要求。2.某磁控濺射設(shè)備的濺射速率為1nm/s，靶材面積為100cm2，沉積時間為1小時。求沉積的膜層厚度，并計算靶材的利用率。解：沉積厚度\(d=1\)nm/s\cdot3600s=3600nm=3.6μm。靶材利用率\(\eta=沉積面積/靶材面積=(濺射速率\cdot沉積時間)/靶材面積=(1\cdot3600)/100=36\)%。---答案及解析一、單項選擇題1.B2.A3.D4.D5.D6.B7.A8.C9.B10.D11.D12.D13.D14.D15.D16.D17.C18.B19.D20.D二、多項選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、判斷題1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.√10.√四、簡答題1.答：真空鍍膜是在高真空環(huán)境下，通過加熱蒸發(fā)或濺射等方式，使靶材的原子或分子沉積到基板上，形成薄膜材料的過程。其基本原理包括：真空環(huán)境：去除空氣中的氣體分子，減少對沉積過程的影響；蒸發(fā)/濺射：靶材被加熱或離子轟擊，產(chǎn)生自由原子或分子；沉積：自由粒子在基板上沉積并成膜。2.答：磁控濺射利用磁場約束等離子體，提高電離效率，從而加速離子轟擊靶材，使其濺射到基板上形成膜層。優(yōu)點(diǎn)包括：沉積速率高；膜層均勻性好；可濺射多種難熔金屬；工藝靈活，適用于大面積沉積。3.答：真空系統(tǒng)檢漏常用方法包括：氦質(zhì)譜檢漏：利用氦氣的高穿透性和質(zhì)譜儀的高靈敏度檢測漏點(diǎn)；氮?dú)庵脫Q法：通過充入氮?dú)獠⒂^察壓力變化判斷漏點(diǎn)；示蹤氣體法：使用氦氣或氖氣等示蹤氣體檢測漏點(diǎn)。原理是利用氣體的滲透性和檢測設(shè)備的靈敏度識別漏氣位置。4.答：膜層附著力差的原因包括：基板污染；膜層內(nèi)應(yīng)力過大；界面反應(yīng)不良。改進(jìn)方法包括：清潔基板表面；提高沉積溫度；采用離子輔助沉積增強(qiáng)結(jié)合力；優(yōu)化靶材成分。五、論述題1.答：影響膜層質(zhì)量的主要因素及控制方法包括：真空度：高真空度減少氣體干擾，需通過多級抽氣系統(tǒng)保證；基板溫度：控制溫度可調(diào)節(jié)沉積速率和成膜質(zhì)量，通常使用溫控系統(tǒng)；沉積速率：速率過高易產(chǎn)生針孔，需通過調(diào)節(jié)電流或功率控制；靶材質(zhì)量：純度高、顆粒少的靶材可提高膜層均勻性；離子輔助沉積：可增強(qiáng)附著力，需調(diào)節(jié)離子能量和功率；腔體設(shè)計：均勻的腔體結(jié)構(gòu)減少邊緣效應(yīng)，提高均勻性。2.答：真空鍍膜設(shè)備的安全操作規(guī)程及重要性包括：操作前檢查設(shè)備狀態(tài)，確保真空泵、閥門、儀表正常；防止