Napylanie katodowe i powłoka parowania próżniowego

Napylanie rozpyłowe i powlekanie próżniowe

Maszyna do powlekania próżniowego IKS PVD i materiały docelowe

Technika PVD (Physical Vapour Deposition) jest jedną z głównych technologii otrzymywania materiałów cienkowarstwowych, pod warunkiem próżni za pomocą metody fizycznej, pewnego zgazowania materiału w atomy gazowe, cząsteczek lub częściowego jonizacji jonizacji, oraz poprzez gaz niskociśnieniowy (lub plazmowy), osadzanie z antyrefleksją, odbijające się na powierzchni materiału podłoża, chroniące przewodzenie, przepuszczalność, izolację, odporność na korozję i utlenianie, ochronę przed promieniowaniem, dekorację i tym samym specjalną funkcję technologii materiałów cienkowarstwowych. Materiał użyty do przygotowania cienkowarstwowego materiału nosi nazwę materiału powlekającego PVD. Po latach rozwoju technologia powlekania PVD jest szeroko stosowana w dziedzinie elektroniki, optyki, maszyn, budynków i materiałów. Powlekanie rozpyłowe i próżniowe powlekanie przez odparowanie to dwie najbardziej popularne metody powlekania PVD.

Rozpylanie powłoki i napylanie materiału docelowego

Technologia rozpylania wykorzystuje jony ze źródła jonów, aby przyspieszyć w wysokiej próżni, tworząc wiązkę jonową o dużej prędkości, która bombarduje stałą powierzchnię. Atomy na powierzchni stałej wymieniają energię kinetyczną, powodując, że atomy na powierzchni stałej opuszczają ciało stałe i osadzają się na powierzchni podłoża, tworząc cienki materiał filmowy. Materiał stały, który jest bombardowany, jest surowcem filmu odkładanego metodą rozpylania, który jest nazywany rozpylaniem materiału docelowego.

Materiał do rozpylania jest charakteryzowany przez wysoką czystość, dużą gęstość, wiele składników i jednolite ziarno, i na ogół składa się z docelowej półwyrobu i tylnej płytki. Kęs docelowy należy do jądra rozpylanego materiału docelowego i jest materiałem docelowym bombardowania wiązką jonową o wysokiej prędkości. Kiedy celowana kęs trafi jony, atomy powierzchniowe są napylane i osadzane na podłożu w celu wytworzenia filmów elektronicznych. Ze względu na niską wytrzymałość metalu o wysokiej czystości, materiał docelowy do rozpylania wymaga zakończenia procesu rozpylania w środowisku maszyny przy wysokim napięciu i próżni. Cel rozpylania ultra-wysokiej czystego metalu połączony z tylną płytą poprzez różne procesy spawania. Tylna płyta odgrywa rolę mocowania celu rozpylania i musi mieć dobrą przewodność elektryczną i cieplną.

Cele rozpylania można zaklasyfikować do pojedynczego celu metalowego / niemetalowego, celu stopu, celu złożonego itd. Proces powlekania rozpyłowego, dobrą powtarzalność, grubość powłoki można kontrolować, można uzyskać na dużej powierzchni grubość cienkiego filmu podłoża, przygotowanie cienkiej warstwy o wysokiej czystości, dobrej zwartości i silnej sile wiązania z zaletami materiału podłoża stało się jedną z głównych technologii przygotowania materiałów cienkowarstwowych, dlatego szeroko rozpowszechnione są różnego rodzaju materiały do rozpylania Docelowe materiały, które z roku na rok zwiększały zapotrzebowanie na materiały funkcjonalne o wysokiej wartości dodanej, rynek materiałów masowych do natryskiwania stał się również największym materiałem do powlekania PVD.

Technologia rozpylania powstała w 1842 roku, kiedy gaj odkrył rozpylanie katody w laboratorium. Kiedy badał korozję katody rury, odkrył, że materiał katody migrował do ściany rury próżniowej. Jednak fizyczny mechanizm rozpylania nie był jasny z uwagi na zacofany sprzęt doświadczalny. Na początku XX wieku technologia rozpylania była stosowana tylko do materiałów o dużej aktywności chemicznej. Po latach siedemdziesiątych pojawiła się technologia rozpylania magnetronowego, pojawił się komercyjny sprzęt do rozpylania i został zastosowany do produkcji na małą skalę. W latach osiemdziesiątych technologia rozpylania rzeczywiście wkroczyła w erę przemysłowej produkcji masowej. Potem przyszedł do 21 wieku, różne nowe technologie rozpylania wychodzą, doprowadziły do genialnej technologii rozpylania. Technologia rozpylania stała się dość dojrzałym procesem i jest szeroko stosowana w przemyśle półprzewodnikowym, fotowoltaicznym, wyświetlaczy i innych.

Materiały o bardzo wysokiej czystości i materiały do rozpylania są ważnymi składnikami materiałów elektronicznych. Sieć przemysłu, w której stosuje się napylanie, obejmuje głównie oczyszczanie metali, wytwarzanie materiałów docelowych, powlekanie rozpyłowe i stosowanie terminali, wśród których docelowa produkcja i powlekanie przez napylanie są kluczowymi ogniwami w całym łańcuchu docelowego rozpylania.

Wstępne oczyszczanie metali odbywa się głównie z kluczowej rudy metalu w naturze, a ogólny metal może osiągnąć czystość 99,8%, a rozpylany materiał docelowy musi osiągnąć czystość 99,999%. Proces produkcji materiału docelowego wymaga najpierw przeprowadzenia projektu procesu zgodnie z wymaganiami dotyczącymi wydajności dla dalszego zastosowania, a następnie przeprowadzenia powtarzalnych odkształceń plastycznych i obróbki cieplnej w celu kontrolowania kluczowych wskaźników, takich jak ziarno i orientacja, a następnie przejść przez wodę cięcie, obróbka mechaniczna, metalizacja, test ultradźwiękowy, czyszczenie ultradźwiękowe i inne procesy. Proces wytwarzania celu rozpylania jest bardzo szczegółowy i różnorodny. Zarządzanie przepływem procesu i poziom procesu produkcji będą miały bezpośredni wpływ na jakość i wydajność celu rozpylania. Jakość filmów rozpylania ma istotny wpływ na jakość produktów końcowych. W procesie powlekania rozpyłowego konieczne jest zainstalowanie tarczy rozpylającej na platformie maszyny w celu zakończenia reakcji rozpylania. Platforma maszyny do napylania charakteryzuje się dużą specyficznością i wysoką precyzją.

Aplikacja terminalowa jest tworzona dla produktów zorientowanych na użytkownika końcowego zgodnie z różnymi wymaganiami rynku, w tym ogniwami słonecznymi, smartfonami, tabletami, urządzeniami gospodarstwa domowego i innymi terminalowymi produktami elektronicznymi. W dziedzinie zastosowań materiałów rozpylających do rozpylania, półprzewodnikowe układy scalone wyznaczają ekstremalnie ostre standardy czystości materiału metalowego i wewnętrznej mikrostruktury napylanych materiałów docelowych. Dlatego też chipy półprzewodnikowe mają najwyższe wymagania dotyczące rozpylania materiałów docelowych, które zwykle wymagają więcej niż 99,9995% (5N5) i są najdroższe. W porównaniu z układami półprzewodnikowymi, wyświetlacze planarne i ogniwa słoneczne mają nieco niższe wymagania dotyczące czystości i technologii rozpylania materiałów docelowych, które są wymagane do uzyskania odpowiednio 99,999% (5N) i 99,995% (4N5) i więcej. Jednak wraz ze wzrostem wielkości docelowej stawia się wyższe wymagania dotyczące wskaźników szybkości spawania i płaskości celu rozpylania.

Odparowanie próżniowe i materiał do odparowania

Powłoka z parowaniem próżniowym jest rodzajem technologii do otrzymywania cienkiej warstwy przez ogrzewanie i odparowanie materiału ze źródła parowania i osadzenie go na powierzchni materiału podłoża w warunkach próżni. Odparowany materiał nazywany jest materiałem parowym. Powłoki parowania po raz pierwszy zaproponował m. Faraday w 1857 roku. Po ponad 100 latach rozwoju, stała się jedną z głównych technologii powlekania.

System powłokowy do odparowywania próżniowego składa się generalnie z trzech części: komory próżniowej, źródła odparowania lub urządzenia do ogrzewania z odparowaniem, umieszczenia substratu i urządzenia grzewczego podłoża. W celu odparowania materiału, który ma być osadzony w próżni, wymagane jest naczynie do utrzymywania lub utrzymywania parowania, a ciepło parowania zapewnia parowanie do wystarczająco wysokiej temperatury, aby wytworzyć pożądane ciśnienie pary.

Technologia powlekania próżniowego z odparowaniem charakteryzuje się prostotą obsługi, łatwą obsługą i szybką szybkością tworzenia filmu. Jest to szeroko stosowana technologia powlekania, stosowana głównie w komponentach optycznych, diodach LED, płaskich wyświetlaczach i powłokach półprzewodnikowych. Zgodnie ze składem chemicznym, próżniowy materiał powlekający można podzielić na materiał do odparowywania granulek metal / niemetal, materiał wyparny tlenek i materiał wyparny fluor .

Główne procesy technologiczne materiałów parujących obejmują mieszanie, wstępną obróbkę surowców, formowanie, spiekanie i kontrolę. Przygotowane surowce miesza się mechanicznie w celu uzyskania jednolitej dyspersji (mieszanie), a następnie przetwarza w temperaturze pokojowej lub w wysokiej temperaturze (wstępna obróbka surowca), aby poprawić czystość materiałów, udoskonalić rozmiar cząstek, stymulować reaktywność materiałów i zmniejszyć temperatura spiekania materiałów. Materiał jest następnie obrabiany zgodnie z wymaganą specyfikacją (formowanie). Po formowaniu materiał spieka się w wysokiej temperaturze, co powoduje, że stałe cząstki zielonej ceramiki wiążą się ze sobą, a na koniec staje się procesem gęstego polikrystalicznego spieku o określonej mikrostrukturze (spiekanie). Po wytworzeniu materiałów do odparowania, urządzenie do powlekania przez odparowanie stosuje się do sprawdzenia właściwości materiałów i sprawdzenia, czy wskaźniki wydajności produktu są kwalifikowane.

Odkładanie napylania i kontrast powłoki parowania: proces powlekania metodą rozpylania zapewnia dobrą powtarzalność, można kontrolować grubość powłoki, można uzyskać na dużej powierzchni grubość cienkiej warstwy materiału podłoża, przygotowanie cienkiej warstwy ma wysoką czystość, dobrą zwartość i silną siłę wiązania z zaletami materiału podłoża, stała się jedną z głównych technologii przygotowania materiałów cienkowarstwowych, dlatego szeroko stosowane są różne rodzaje materiałów do rozpylania powłok, a mianowicie do rozpylania materiałów docelowych, z których materiały funkcjonalne o dużej wartości dodanej wzrastają z roku na rok, rozpylanie docelowy rynek materiałów stał się również największym materiałem do powlekania PVD. Powłoka parowania jest prosta i wygodna, łatwa w obsłudze, a szybkość tworzenia folii jest szybka. Z punktu widzenia produkcji technologicznej złożoność produkcji ewapotranspiracji jest znacznie niższa niż cel napylania.