E-Beam Verdunstung vs. Magnetron-Sputtering für optische Beschichtungen: Eine vergleichende Analyse

I. Überblick über die Grundprinzipien

1.E-Beam Verdunstung

Verwendet hochenergetische Elektronenstrahlen, um Zielmaterialien zu bombardieren, und wandelt kinetische Energie in thermische Energie um, um das Ziel zu schmelzen oder zu sublimieren.Gasförmige Atome kondensieren sich auf der Substratoberfläche und bilden dünne FolienEs handelt sich dabei um eine "thermische Verdunstungsablagerung", bei der Massenobjekte wie reine Metalle und Oxide verwendet werden.

2.Magnetron-Sputtering

Verwendet RF/DC-Elektrische Felder, um inerte Gase (z. B. Ar) in Plasma zu ionisieren. Beschleunigte Ionen bombardieren die Zieloberfläche und übertragen Impuls auf Sputter-Zielatome, die sich auf dem Substrat ablagern.Zusammengesetzte Folien sind durch "reaktives Sputtern" (Einführung von O2, N2), wobei Schütt- oder Blechlegierungs-/Verbundziele verwendet werden.

II. Vergleich der wichtigsten Leistungsmerkmale (für optische Beschichtungen)

III. Anwendungsszenarien

E-Beam Verdunstung

•Produktion in kleinen bis mittleren Chargen: Forschungs- und Entwicklungslabor, maßgeschneiderte optische Komponenten (Linsen-Anti-Reflexionsbeschichtungen, Schmalbandfilter).

•Reine Filme mit hohem Schmelzpunkt: Filme mit hohem Brechungsindex TiO2/ZrO2, Filme mit niedrigem Brechungsindex SiO2.

•Anforderungen an die Dicke der Folie: IR-reflektierende Folie (> 1 μm), reflektierende Metallschichten (Al- und Ag-Folie).

•Temperaturunempfindliche Substrate: Glas, hochtemperaturbeständige Keramik.

Magnetron-Sputtering

•Massenindustrie: Display-Panels (ITO-transparente leitfähige Filme), AR-Beschichtungen für Mobiltelefonobjektive.

•Großflächenbeschichtung: PV-Glas, Architekturglas (> 1 m2).

•Hohe Haltbarkeitsanforderungen: Optische Komponenten für Automobile, optische Außeneinrichtungen (Ausnutzungs-/Korrosionsbeständigkeit).

•Verbundene/mehrschichtige Filme: Filme mit Schrägungsindex, mehrschichtige Filter (genaue Schnittstellensteuerung).

•Niedertemperaturablagerung: Kunststoffsubstrate (PC, PMMA), flexible optische Materialien.

IV. Zusammenfassung der Vor- und Nachteile

E-Beam Verdunstung

✅ Vorteile:

•Hohe Ablagerungswirksamkeit, kurzer Produktionszyklus;

•Stabile optische Leistung von reinen Filmen, hervorragende Durchlässigkeit;

•Niedrige Ausrüstungsinvestitionen, einfacher Betrieb.

 Nachteile:

•Schlechte Filmdichte, unzureichende Langzeitstabilität;

•Schwierige Einheitlichkeitskontrolle in großen Flächen;

•Begrenzte Filmtypen (flüchtige, schwach schmelzende Materialien).

Magnetron-Sputtering

✅ Vorteile:

•starke Haftung, dichte/verschleppungsbeständige Folien, gute Umweltstabilität;

•Überlegene Großflächen-Einheitlichkeit, geeignet für die Massenproduktion;

•Breite Materialkompatibilität, komplexe Filmfertigung;

•Die Niedertemperaturablagerung schützt die Substrate.

 Nachteile:

•Langsamer Ablagerungsgrad, geringer Dickpelzeffizienz;

•Hohe Ausrüstungskosten, komplexe Wartung (schneller Zielverbrauch);

•Genaue Steuerung des Gasverhältnisses für das Reaktionssputtern erforderlich, hohe Prozessschwierigkeiten.