随着我国国民经济的发展，真空镀膜设备在工业中的应用越来越广，各领域的不同需求对真空镀膜设备的设计提出了越来越严格的要求。虽然近年来我国真空镀膜设备的设计和制造水平有了长足的进步，但是总体来说，国内真空镀膜设备的整体设计能力和生产水平不高，在品种和质量上难以参与国际市场的竞争。因此，加强高性能真空镀膜设备的设计开发工作，已是势在必行。

    在20世纪80年代以前，真空镀膜设备的设计以理论分析和模型实验为主要方法。研究者采用理论公式近似解决在真空镀膜设备设计中遇到的问题。例如磁场分析问题，由于边界结构复杂，难以用理论公式表述，只能把实际边界简化，用近似理论公式表述，得到的近似结果，提供设计参考。在此基础上，把永磁体制作成实物模型，经过实验检验后，才能用到磁控溅射镀膜机上，在此过程中不得不留有很大工程裕量，因此，从设计到生产，周期长、费用高、风险大。计算机技术的发展，使数值分析手段被引入到磁控溅射镀膜机及相关部件的设计中。利用计算机软件对磁控溅射阴极靶、离子源、真空室体、加热器等磁控溅射镀膜机的重要部件进行模拟仿真，不仅大大提高了磁控溅射镀膜机的设计和制造水平，而且也是真空镀膜设备设计方法的一次重要突破。在这个阶段，国外相关的真空镀膜设备研发机构和公司形成了用于真空镀膜设备及相关器件设计的若干成熟的计算机软件。从功能上讲，这些软件分为电磁场分析软件、磁控溅射与沉积行为分析软件、热场分析软件、机构动力学分析软件和荷电粒子动力学分析软件。这些软件用于电磁场、温度场、气体分布压力场、真空室体的设计分析，为真空镀膜设备及有关器件的设计和制造发挥了积极作用。

    尽管各种真空镀膜设备的沉积工艺、结构形式等各有不同，但就设备的基本工作原理和主要构件而言，大多数是类似的，其设计计算原则和过程也是基本相同的。真空镀膜设备可以分别从真空室、蒸发或溅射靶源、工件架、充气布气系统、真空系统、加热系统、电源与电气控制系统、薄膜沉积工艺等方面进行设计。图I-I所示为磁控溅射镀膜设备的  工程设计流程。

    真空镀膜设备的综合设计过程涉及的学科众多，如电磁学、气体及 荷能粒子输运理论、等离子体物理、材料学、机械设计等。这些学科对 真空镀膜设备设计方法的研究具有十分重要的理论和实际应用价值。充分利用信息技术的最新成果，基于已有的真空镀膜设备及相关部件分析设计方法、实验数据和设计运行经验，引入虚拟设计技术，进行真空镀膜设备的整机设计、装配、调试和运行仿真。真空镀膜设备的三维数字 虚拟与动态可视优化设计方法打破了传统真空镀膜设备设计方法中各种机械与物理量设计互无联系与分散的格局，提出了以产品功能优化设计、动态可视优化设计为核心内容的镀膜设备综合设计的方法，形成了一套较为系统的和自具特色的设计方法新体系，大大提高了设计效率，优化了设计方案，降低了设计成本，减少了试验过程，实现了技术可行 性、制造成本、工艺质量、生产周期的预测。推广和采用新的设计方法，以较少的投入实现原创设计思想和设计方案，是当前真空镀膜设备设计 方法研究的重要课题，也是追赶国外先进的真空镀膜设备设计理念和方法，实现真空镀膜设备现代化设计的一个必然发展方向。