Kilka powszechnie używanych źródeł jonów w powłoce próżniowej

Chociaż istnieje wiele rodzajów źródeł jonów, celem jest jedynie oczyszczanie w trybie on-line, poprawa rozkładu energii powleczonej powierzchni i zwiększenie reaktywnej energii gazu. Źródło jonów może znacznie polepszyć wytrzymałość wiązania pomiędzy powłoką i podłożem, przy jednoczesnym polepszeniu twardości, odporności na zużycie i odporności na korozję samej powłoki. W przypadku narzędzi odpornych na zużycie powłoka, ponieważ ogólna grubość jest duża, a jednorodność grubości warstwy nie jest wysoka, można zastosować źródła jonów o wyższych poziomach prądu jonowego, takie jak źródło jonów Halla lub źródło jonów warstwy anodowej.

Zasada źródła jonów warstwy anodowej jest podobna do źródła jonów Halla. Silne pole magnetyczne jest stosowane w pierścieniowej (prostokątnej lub okrągłej) szczelinie, a gaz roboczy jest zjonizowany pod działaniem anody, a jony są skierowane na obrabiany przedmiot. Źródło jonów warstwy anodowej może być wykonane w bardzo dużym i długim rozmiarze, co jest szczególnie odpowiednie dla dużych przedmiotów obrabianych, takich jak szkło architektoniczne. Prąd jonowy jest bardziej rozbieżny, a rozkład poziomu energii jest zbyt szeroki, więc ogólnie nadaje się do dużych przedmiotów obrabianych, szkła, zużycia, przedmiotów dekoracyjnych i tak dalej. Jednak nie jest on stosowany zbyt często w zaawansowanych powłokach optycznych.

Źródło jonów Kaufmana jest rodzajem źródła jonów, które zastosowano wcześniej. Należy do źródła jonów siatki. Plazma jest najpierw wytwarzana przez katodę w komorze źródła jonów, a jony są ekstrahowane z komory plazmowej przez dwie lub trzy siatki anodowe. Jon wytwarzany przez to źródło jonów ma silną kierunkowość i pasmo energii jest skoncentrowane, dzięki czemu może być szeroko stosowane w powlekaniu próżniowym. Wadą źródła jonów Kaufmana jest to, że katoda (zwykle włókno wolframowe) szybko wypala się w gazie reakcyjnym. Ponadto istnieje ograniczenie przepływu jonów, które mogą być nieodpowiednie dla użytkowników, którzy wymagają dużych strumieni jonów.

Dla zasady źródła jonów Halla, anoda powoduje, że gaz procesowy jest plazmowy we współpracy z silnym osiowym polem magnetycznym. Ta silna nierównowaga osiowego pola magnetycznego oddziela jony gazu i tworzy wiązki jonowe. Ze względu na silny wpływ osiowego pola magnetycznego, wiązka jonów źródła jonów Halla musi uzupełniać elektrony, aby zneutralizować prąd jonowy. Powszechnym źródłem neutralizacji jest wolfram (katoda). Źródła jonów hal charakteryzują się:

1. Prosta obsługa i trwałe.

2. Prąd jonowy jest prawie proporcjonalny do przepływu gazu i można uzyskać większy prąd jonowy.

3. Drut wolframowy przecina zwykle wyjście i zostanie zniszczony przez uderzenie wiązki jonowej. Zasadniczo należy go wymienić w ciągu dziesięciu godzin, szczególnie w przypadku gazu reakcyjnego. Poza tym wolfram ma również pewne problemy z zanieczyszczeniem. Aby rozwiązać niedoskonałości drutu wolframowego, można zastosować neutralizatory o dłuższej żywotności, takie jak źródło małej katody wnękowej.

Źródłem jonów Hall można powiedzieć, że jest to najczęściej używane źródło jonów.

Podczas powlekania odpornej na zużycie folii dekoracyjnej, która ma dużą grubość, jest duża wytrzymałość na zginanie, a jednorodność nie musi być wysoka, źródło jonów Halla jest dostępne, ponieważ jego prąd jonowy jest duży, a jego poziom energii jest wysoki. Podczas powlekania filmu optycznego poziom prądu jonowego jest głównie wymagany do zatężenia, a jednorodność prądu jonowego powinna być dobra. Dlatego też korzystnie stosuje się Kaufmana w źródle jonów źródłowych lub RF, a najlepszym wyborem są źródła jonów ECR (cyklotron elektronowy) lub ICP (sprzężone indukcyjnie).