Kategorijo izdelkov
Kontakt

Haohai Metal Meterials Co, Ltd

Haohai Titanium Co, Ltd


Naslov:

Plant 19, TusPark, Century Avenue,

Xianyang City, Shaanxi Pro., 712000, Kitajska


Tel:

+86 29 3358 2330

+86 29 3358 2349


Faks:

+86 29 3315 9049


E-naslov:

Info@pvdtarget.com

Sales@pvdtarget.com



Service hotline
029 3358 2330

Tehnologija

Dom > TehnologijaVsebine

Izhlapevanje in brizganje


Primerjava izhlapevanja in brizganja


Izhlapevanje z elektronskim žarkom

Pri toplotnem izhlapevanju se večina materiala za odlaganje spremeni iz stanja trdnega na paro s pomočjo termičnega ogrevanja ali elektronskega bombardiranja. Uparjeni material se nato prenese na substrat, kjer se pojavi rast tanke folije. Kritični parametri takšne tehnologije prevleke so predvsem povprečna hitrost izhlapelih delcev in njihova kotna porazdelitev. Osnovni tlak je treba hraniti v območju velikega vakuuma, da se čim bolj zmanjša število udarcev med delci izhlapevanja in preostale pline v komori. Visok vakuum omogoča, da imajo delci dovolj "povprečno prosto pot", da tanek film raste na ravni substrata. Premaz z izhlapevanjem običajno poteka v komori, kot je prikazana na sliki 1 spodaj. Komora iz nerjavečega jekla se evakuira s pomočjo primarne in sekundarne črpalke (na primer turbo črpalke kot v primeru ali difuzijske črpalke). Vir izhlapevanja je glava s pištolo e-žarkov; rast premaza nadzira kvarcna kristalna mikrobalanca, ki lahko poroča tako debelino kot hitrost izhlapevanja. Dodamo ionsko pištolo za povečanje gostote materiala za prevleko ali za pripravo substratov za nanašanje.

PVD evaporation chamber.jpg

Slika 1: PVD izparilna komora



Porazdelitev uparjalnika: uniformna maska

Za ravno podlago je porazdelitev uparjenega materiala močno odvisna od razdalje med virom in substratom, ki ga je treba premazati, kot tudi na kotu med substratom in izvorom izhlapevanja. Odvisnost je opredeljena s tako imenovano kosinusno zakonodajo, zaradi katere je odvisnost od oddaljenosti obratno sorazmerna kvadratu razdalje in kotna odvisnost sorazmerna kosinusu kota. Medtem ko se prvi lahko večinoma korigira s pomočjo kroglaste kalote, ki ima podlage, drugi faktor zahteva enakomerno masko, da dosežemo enakomerno porazdelitev izhlapenega materiala na vse podlage.


Materiali za premaze s topljenjem ali izhlapevanjem z elektronskim snopom

Premaz s pomočjo materialnega izhlapevanja je bil velik korak v tehnologiji premazovanja, ko je bil uveden v 1930-ih letih. Danes ta tehnologija omogoča uporabo številnih različnih materialov za premaze, kot je prikazano v spodnji tabeli:

Odlaganje
Materiali Tipični izparjalnik Nečistost Stopnja usedanja Temperaturno območje Cena
Toplotno Kovinski ali nizki materiali taline

Au, Ag, Al, Cr, Sn, Sb, Ge, In, Mg, Ga

CdS, Pbs, CdSe, NaCI, KCl, AgCl, MgF2, CaF2, PbCl2

Visoka 1 - 20 A / s - 1800 ℃ Nizka
E-Beam Kovina in dielektriki

Vse zgoraj, plus:

Ni, Pt, Ir, Rh, Ti, V, Zr, W, Ta, Mo, Al2O3, SiO, SiO2, SnO2, TiO2, ZrO2

Nizka 10 - 100 A / s - 3000 ℃ Visoka


Tehnologija nanašanja z brizganjem

Sputter prevleka, znana tudi kot "katodna brizganje", uporablja erozivno dejanje pospešenih ionov na površini ciljnega materiala. Ti ioni imajo dovolj energije, da odstranijo delce (= sputter) na ciljni površini. V najpreprostejši obliki se v visokem vakuumu med anodo in katodno ploščo (tarčo) generira električno polje, ki ga je potrebno napolniti. Z električno napetostjo se delovni plin, večinoma Argon (Ar), ionizira s sevanjem. Ker je cilj ohranjen pri negativni napetosti, se pozitivni Ar + ioni pospešijo proti cilju in "razpršijo" atome na njegovi površini. V nasprotju s termičnim izhlapevanjem se pri razprševanju delci tarče ne premaknejo s toploto, temveč z neposrednim "premikom impulza" (neelastično trčenje) med ioni in atomi materiala, ki ga je treba odlagati. Za doseganje razprševanja je potrebna določena mejna energija za odstranjevanje atomov z ciljne površine in njihovo vnašanje v vakuum. To je razvidno iz učinkovitosti brizganja S, ki je razmerje med razpršenim materialom na Ar + ion. Postopki brizganja imajo veliko večjo energijo kot postopki izhlapevanja, kar pomeni, da je razpršeni material ponavadi v obliki ionov z zmožnostjo ustvarjanja zelo gostih premazov.


Magnetno brizganje

Najpogostejša tehnologija brizganja je magnetronsko brizganje, v katerem so magneti nameščeni na območju tarč, da bi gostoto ionov za brizganje ostala zelo visoka, kar poveča učinkovitost brizganja. Na ta način je mogoče doseči višjo in stabilnejšo stopnjo razprševanja in posledično hitrejše odlaganje. Postopek nanašanja magnetronskega brizganega nanosa ne zahteva nadzora mikrobalance; Kontrola debeline na spletu lahko izvedemo samo s časom brizganja: ko je začela hitrost nanašanja prevleke (npr. debelina prevlečene na sekundo, ki je navadno navedena kot nm / s), je odvisno od magnetnega polja, električnega pospeševalnega polja in tlaka plina. Če so ti parametri konstantni, je stopnja usedanja tudi stabilna in bo obnovljiva pod enakimi pogoji zgoraj navedenih parametrov.


Naslednja slika 2 prikazuje krožni silikonski cilj pod obtokom ionov Ar +. Vidimo lahko največjo gostoto ionov (bela svetloba), ki ustreza trajnemu magnetnemu polju. Vendar pa bodo atomi napetosti prišli iz celotne magnetronske površine.

th.jpeg

Slika 2: Plazma iz krožnega silicijevega cilja pod bombardiranjem ionov Argon



Reaktivno brizganje

Pri reaktivnem magnetronskem brizganju se v inertni plin (npr. Argon) doda reaktivni plin (ali mešanica plinov) in reagira z atomi, ki so bili erozirani od tarče med tvorbo plasti na substratu. Pravilno količino reaktivnega plina določajo zahtevane optične lastnosti prevlečenega materiala. Film je lahko podstehiometričen, stehiometričen ali oksidiran glede na količino reaktivnih plinov, vstavljenih v prekrivno komoro, ki vodi do povsem različnih fizikalnih in optičnih lastnosti prevlečenega materiala1. S to tehnologijo je na primer mogoče premazati visoko refrakcijski indeks in sloje s slojem nizkega refrakcijskega indeksa z uporabo samo ene tarče.


Silikon je eden najbolj zanimivih materialov za premaze. Z mešanjem silicija z dušikom je mogoče pridobiti material visoke refrakcijske vrednosti Si 3 N 4 (n 2.05 @ 520 nm v njegovi razsutem stanju); z mešanjem s kisikom je mogoče pridobiti material z nizkim pokrivnim indeksom SiO 2 (n≌ 1,46 @ 520 nm v svoji razsutem stanju). Na sliki 3 je prikazan shematski prikaz tehnologije reaktivnega brizganja. Dušik in kisik se uporabljajo kot reaktivni plini; Argon se uporablja za ustvarjanje plazme in razpršitev silicijevega cilja.

Reactive sputtering chamber.jpg

Slika 3: reaktivna komora za brizganje



Primerjava med tehnologijami nanašanja izhlapevanja in brizganja

Sputtering ni metoda izhlapevanja. Visoka energija, ki je vključena v proces, ne bo ustvarila izhlapljenih atomov kot s termičnim izhlapevanjem. Namesto tega ustvari plazmo napolnjenih nabazanih delcev z veliko večjo energijo. Če primerjamo energijo delcev, dobljenih z razprševanjem in izhlapevanjem, so slednje precej manj energične in se zato ne morejo organizirati, da imajo visoko gostoto pri rasti tanke plasti na substratu.


Kot je prikazano na sliki 1, izhlapevanje e-žarkov potrebuje pomoč ionskega žarka med nanašanjem, da dobi večjo gostoto. Ta tehnologija se imenuje Ion Assisted Deposition (IAD Assisted Deposition - IAD). V pištoli z ionskim snopom nastaja plazma inertnega ali reaktivnega plina; nabitih delcev iz pištole je udaril rastoči film in povečal gostoto filma. Večja gostota lahko poveča mehanske lastnosti prevlečenega filma ali poveča odpornost proti obrabi prevleke. Druga omejitev izhlapevanja je njegova močna odvisnost od hitrosti izhlapevanja izhlapevanja, zaradi česar ni mogoče izhlapevati snovi s zapleteno stehiometrijo ali celo zlitinami. Nasprotno je Sputtering veliko manj občutljiv na stehiometrijo tarč. Vendar z brizganjem ni mogoče prevlečiti fluoridnih materialov (kot je MgF 2 ), ker razpršena plazma uniči strukturo fluoridnih filmov.


Če pogledamo v oftalmološko industrijo, je brizganje zdaj zrela tehnologija za proizvodnjo AR ali zrcalno obloženih leč. Njene ključne prednosti so hitrost procesa, stabilnost stopnje usedanja, ki omogoča izogibanje kristalnemu monitorju in možnost izvajanja popolnoma avtomatiziranih procesov.


Sposobnost avtomatizacije temelji na naslednjih dveh dejstvih:

Ker razprševanje uporablja razpršilec in / ali reaktivni plin, postopek brizganja ne potrebuje enake ravni nizkega vakuuma kot izhlapevanje.

Porazdelitev ni povezana z uparjalnim stožcem kot v postopku izhlapevanja. Zato je mogoče uresničiti kompaktne komore za premaze, ki jih je mogoče lažje integrirati v avtomatizirano proizvodno linijo (skupaj z generatorjem leč, polirnikom in centrifugo za trde prevleke).


Zgoraj omenjene značilnosti so privedle do proizvodnje številnih linijskih sistemov za brizganje različnih proizvodnih aplikacij v očesni industriji in zunaj nje. Danes, tako kot pri izhlapevanju, lahko kombinacijo plastične podlage + trdega laka + sputter AR prevleko prilagodimo tako, da dosežemo visokokakovosten izdelek leč glede optičnih, mehanskih in trajnih lastnosti.


ZAKLJUČEK

Predložen je zelo kratek pregled najpogostejših PVD tehnologij. Toplotna izhlapevanje je bolj zrela tehnologija: že od leta 1930 naprej so usposobljeni in usposobljeni operaterji na voljo po vsem svetu in omogoča premaz skoraj vseh materialov, potrebnih za "standardne" premaze (na primer: za nanašanje oftalmičnih leč). Sputtering je mlajša tehnologija: že od začetka sedemdesetih let prejšnjega stoletja in se uporablja predvsem za vrhunsko uporabo (npr. Vesoljska optika). Vendar pa se njegove koristi danes uporabljajo tudi za "standardne" oftalmične prevleke. Toplotno izhlapevanje potrebuje visok vakuum, medtem ko brizganje deluje pri višjem tlaku, zaradi česar je enostavno avtomatizirana tehnologija, ki se uporablja v sistemih za premazovanje v notranjosti. Stopnja prevleke je zelo prilagodljiva in - odvisno od tehnologije izdelave plazme - doseže zelo visoke in stabilne vrednosti z DC (= Direct Current) ali impulzno DC tehnologijo. Obe obložni tehnologiji lahko nastavimo tako, da dobimo različne fizikalne lastnosti filmov s prevleko. Odločitev o uporabi tehnologije mora temeljiti na zahtevanem proizvodnem donosu, stroških, številu substratov, ki jih je treba premazati, vrsti podlage in končnih značilnostih premaza.



Par: ne

Naslednji: NAPREDOVANJE V PRESKUŠEVANJU