أجهزة طلاء التبخير الكهربائية الصغيرة للطلاء البصري

تدور الوظائف الأساسية لآلة طلاء التبخير بالإلكترونيات الصغيرة حول ترسيب أغشية عالية النقاء وقابلة للتحكم بدرجة كبيرة، والتي يمكن تصنيفها على وجه التحديد إلى الفئات التالية:

• تُستخدم حزم الإلكترونات عالية الطاقة لقصف سطح المادة المستهدفة، وتسخينها إلى حالة منصهرة أو متبخرة، وتهرب ذرات/جزيئات المادة المستهدفة في شكل غازي. بالمقارنة مع التسخين بالمقاومة، يتميز التسخين بحزمة الإلكترونات بالطاقة المركزة والكفاءة الحرارية العالية، مما يتيح تبخير المواد المقاومة للحرارة مثل التنغستن والموليبدينوم والتيتانيوم وSiO₂ وTiO₂، وتجنب تلوث المادة المستهدفة بواسطة مصدر التسخين.
• يدعم تبديل المواد متعددة الأهداف (عادة ما يكون مجهزًا بـ 2 إلى 6 مواضع بوتقة)، مما يتيح الترسيب المستمر للأغشية أحادية الطبقة ومتعددة الطبقات، وتلبية متطلبات إعداد طبقات الأغشية المركبة.

• وهي مجهزة بشاشة مدمجة لسمك الفيلم من الكوارتز البلوري، والتي يمكنها مراقبة معدل الترسيب وسمك طبقة الفيلم في الوقت الفعلي. يمكن أن تصل دقة التحكم إلى مستوى النانومتر (عادةً ±0.1 نانومتر)، ويمكنها إعداد أغشية وظيفية فائقة الرقة (مثل أغشية مضادة للانعكاس البصري وأغشية معدنية موصلة بعشرات النانومترات).
• مجهزة بنظام تحكم قابل للبرمجة، ويمكنه ضبط معلمات الترسيب مسبقًا (قوة حزمة الإلكترون، درجة الفراغ، معدل الترسيب)، وتحقيق الطلاء الآلي وضمان اتساق طبقات الفيلم الدفعية.

• مجهزة بوحدة فراغ مضخة ميكانيكية + مضخة جزيئية، يمكن تقليل درجة الفراغ في التجويف إلى بيئة فراغ عالية تبلغ 10⁻⁴~10⁻⁶ باسكال، مما يقلل من تناثر وتلوث الجزيئات الغازية على الجسيمات المتبخرة، ويضمن أن طبقة الفيلم تتمتع بنقاء عالٍ وكثافة جيدة والتصاق قوي.

• مصممة لقطع العمل الصغيرة، وطاولة قطعة العمل في الغالب دوارة (لتحسين توحيد طبقة الطلاء)، ومناسبة للركائز بأحجام تتراوح عادةً من بضعة ملليمترات إلى عشرات الملليمترات (مثل الرقائق والعدسات البصرية والرقائق ومكونات المستشعر)، وتدعم الطلاء على السطح، والألواح، والأجزاء الصغيرة.

تُستخدم آلة طلاء التبخير بالإلكترونيات الصغيرة، نظرًا لحجمها الصغير وتشغيلها المرن ودقتها العالية، بشكل أساسي في التجارب العلمية والبحثية وإنتاج منتجات عالية الدقة ومتقدمة على دفعات صغيرة. السيناريوهات المحددة هي كما يلي:

• البحث والتطوير في المواد الجديدة: تُستخدم لإعداد أغشية معدنية (Au, Ag, Cu)، وأغشية عازلة (SiO₂, TiO₂, Al₂O₃)، وأغشية أشباه الموصلات (Si, Ge)، وما إلى ذلك، ولدراسة الهيكل والأداء والإمكانات التطبيقية لطبقات الأغشية.
• تجارب الفيزياء/الكيمياء للأغشية الرقيقة: إجراء بحث أساسي حول آليات نمو الأغشية الرقيقة، وتفاعلات الواجهات، وتعديل المنشطات، وما إلى ذلك، وهي جهاز تجريبي شائع الاستخدام في تخصصات مثل علوم المواد والبصريات والإلكترونيات.

• إعداد الرقائق وأجهزة الاستشعار: إيداع أغشية أقطاب معدنية أو أغشية عازلة عازلة لأجهزة الاستشعار الدقيقة (مثل مستشعرات الضغط ومستشعرات الغاز) والمكونات الإلكترونية الدقيقة (مثل أقطاب الدوائر المتكاملة والمقاومات ذات الأغشية الرقيقة).
• الطلاء على مستوى الرقاقة: الطلاء المحلي للرقائق صغيرة الحجم لتطوير النماذج الأولية للرقائق على مستوى المختبر.

• طلاء العدسات البصرية الصغيرة: إعداد أغشية مضادة للانعكاس، وأغشية عاكسة، وأغشية تقسيم الحزمة للمكونات البصرية الصغيرة مثل أهداف المجهر، وعدسات الليزر، وواجهات الألياف الضوئية لتعزيز الأداء البصري.
• البحث والتطوير في الأغشية البصرية الخاصة: تطوير مرشحات ضيقة النطاق، ومرايا عالية الانعكاس، وطبقات أغشية خاصة أخرى لإنتاج النماذج التجريبية لمعدات الليزر والأدوات البصرية.

• البحث في مواد البطاريات: إيداع طبقات واقية أو أغشية موصلة لمواد أقطاب بطاريات الليثيوم أيون والبطاريات الصلبة لتحسين دورة حياة البطاريات وسلامتها.
• البحث والتطوير في الخلايا الشمسية: إعداد أغشية مضادة للانعكاس وأغشية أقطاب للخلايا الشمسية، والتي تُستخدم لاختبار أداء الخلايا صغيرة الحجم في المختبر.

• طلاء الأجهزة الطبية الدقيقة: إيداع أغشية متوافقة حيويًا (مثل TiN، وأغشية الكربون الشبيهة بالألماس) للأجهزة الدقيقة القابلة للزرع (مثل أقطاب منظم ضربات القلب، والمجسات الدقيقة) لتعزيز مقاومة التآكل والسلامة البيولوجية.
• طلاء الأدوات/القوالب الدقيقة: إيداع أغشية صلبة ومقاومة للاهتراء على الأدوات الدقيقة الصغيرة والقوالب الدقيقة لإطالة عمرها الافتراضي (لإنتاج مخصص على دفعات صغيرة).

• إيداع الأغشية الهيكلية والأغشية الوظيفية لأجهزة MEMS (مثل المحركات الدقيقة والجيروسكوبات الدقيقة) لتحقيق التصغير والأداء العالي للأجهزة هو معدات رئيسية في البحث والتطوير في النماذج الأولية لـ MEMS.