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2026-01-29
मोबाइल फोन की स्क्रीन पर पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्म जैसे रोजमर्रा के उत्पादों के पीछे, काटने के उपकरण की सुपर-कठोर पहनने के प्रतिरोधी परत, और चश्मा लेंस की प्रतिबिंब विरोधी कोटिंग,वैक्यूम कोटिंग प्रौद्योगिकी के समर्थन के बिना करने का कोई तरीका नहीं हैभौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी), मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग और आयन प्लैटिंग के क्षेत्र में दो सबसे प्रतिनिधि प्रक्रियाओं के रूप में, उनके अद्वितीय तकनीकी लाभों के साथ,औद्योगिक कोटिंग बाजार का आधा हिस्सापहला अपनी कुशल और समान बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमताओं के लिए जाना जाता है, जबकि दूसरा, फिल्म परत के बेहद मजबूत आसंजन के साथ,उच्च अंत सुरक्षात्मक कोटिंग के लिए पसंदीदा विकल्प बन जाता हैइस लेख में सिद्धांत, प्रदर्शन, प्रक्रिया और अनुप्रयोग के दृष्टिकोण से दोनों के बीच मूल अंतरों का व्यापक विश्लेषण किया जाएगा।आपको माइक्रोस्कोपिक फिल्मों के निर्माण की दुनिया में ले जा रहा है.
मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का सार "उच्च ऊर्जा वाले आयन बमबारी + चुंबकीय क्षेत्र की बाधा के सहयोगी प्रभाव" है। इसके कार्य सिद्धांत को तीन प्रमुख चरणों में संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता हैःनिष्क्रिय आर्गन गैस को वैक्यूम कक्ष में डाला जाता है, और प्लाज्मा विद्युत क्षेत्र उत्तेजना के माध्यम से बनता है; फिर आर्गन आयनों को विद्युत क्षेत्र द्वारा तेज किया जाता है और लक्ष्य सामग्री की सतह पर बमबारी करते हैं,लक्ष्य सामग्री के परमाणुओं को दूर "स्पटरिंग"; सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि लक्ष्य के पीछे का चुंबकीय क्षेत्र लक्ष्य की सतह के पास इलेक्ट्रॉनों को बंधेगा ताकि एक सर्पिल आंदोलन किया जा सके,अर्गोन गैस के आयनकरण दक्षता में काफी सुधार, और अंततः एक फिल्म बनाने के लिए सब्सट्रेट की सतह पर समान रूप से जमा करने के लिए स्पटर किए गए लक्ष्य सामग्री के परमाणुओं की अनुमति देता है।यह "इलेक्ट्रिक क्षेत्र त्वरण + चुंबकीय क्षेत्र प्रतिबंध" डिजाइन पारंपरिक स्पटरिंग में धीमी उत्पादन दर और उच्च सब्सट्रेट तापमान के दर्द बिंदुओं को हल करता है, औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मुख्य तकनीक बन गया है।
आयन कोटिंग "वाष्पीकरण / स्पटरिंग + आयनिकरण + विद्युत क्षेत्र त्वरण" की एक मिश्रित प्रक्रिया है, जिसे "वैक्यूम वाष्पीकरण और स्पटरिंग का संयोजन" के रूप में जाना जाता है। इसकी मूल प्रक्रिया हैःपहले, लक्ष्य सामग्री वाष्पीकरण या स्पटरिंग के माध्यम से गैस कणों का गठन करती है, फिर इन कणों को उच्च ऊर्जा आयनों में चमक डिस्चार्ज द्वारा आयनित किया जाता है; बाद में,एक मजबूत विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, इन आयनों को सब्सट्रेट की ओर त्वरित किया जाता है, न केवल सब्सट्रेट की सतह पर अशुद्धियों को साफ करता है, बल्कि उच्च गतिज ऊर्जा के साथ सब्सट्रेट के साथ एक मजबूत बंधन भी बनाता है।यह आयनिकरण जमाव विधि फिल्म परत और सब्सट्रेट के बीच बंधन शक्ति में एक छलांग सक्षम बनाता है.
चिपचिपाहट फिल्म परत की स्थायित्व को मापने के लिए मुख्य सूचक है। प्रयोगात्मक डेटा से पता चलता है कि मैग्नेट्रॉन स्पटर फिल्म परतों का चिपचिपाहट आमतौर पर के बीच होता है3-10N/cm, जबकि आयन कोटिंग तक पहुंच सकती है5-15N/cmउदाहरण के लिए, ग्लास सब्सट्रेट पर एल्यूमीनियम फिल्म जमाव के परीक्षण में, आयन कोटिंग का आसंजन12 एन/सेमी, जो कि अधिक है5 बारपारंपरिक वाष्पीकरण की तुलना में अधिक है। बार-बार घर्षण के बाद भी यह आसानी से नहीं गिरता है। यह लाभ सब्सट्रेट पर आयनों के स्पटरिंग प्रभाव से उत्पन्न होता है, जो एक अस्थिरता बना सकता है।1-5 एनएममिश्रित संक्रमण परत, फिल्म परत और सब्सट्रेट के बीच "परमाणु स्तर पर बंधन" प्राप्त करना।
जमाव दर सीधे उत्पादन दक्षता को प्रभावित करती है।10-100nm/min, और यौगिक फिल्मों का है5-30nm/min; जबकि आयन कोटिंग की दर आम तौर पर धीमी होती है, केवल5-50 एनएम/मिनटउदाहरण के लिए, डिस्प्ले स्क्रीन में प्रयुक्त आईटीओ फिल्म के मामले में, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग एक पूर्ण प्रक्रिया को पूरा कर सकती है।200 एनएममोटी कोटिंग में1 घंटा, जबकि आयन कोटिंग की आवश्यकता होती है2-3 घंटेइसका कारण यह है कि आयनिकरण प्रक्रिया ऊर्जा का एक हिस्सा उपभोग करती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रभावी रूप से जमा होने वाले कणों की संख्या में कमी आती है।
बड़े पैमाने पर कोटिंग परिदृश्यों में, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का एकरूपता लाभ विशेष रूप से स्पष्ट है। "ग्रह टर्नटेबल" और "मल्टी-टारगेट सममित लेआउट" की मदद से,magnetron sputtering के भीतर बड़े क्षेत्र के सब्सट्रेट की फिल्म मोटाई विचलन को नियंत्रित कर सकते हैं± 1%-5%, जबकि आयन कोटिंग की एकरूपता आमतौर पर± 3%-7%एक डिस्प्ले पैनल निर्माता के उत्पादन डेटा से पता चलता है कि ग्लास सब्सट्रेट वाली 6 वीं पीढ़ी की लाइन के लिए (1500 मिमी * 1800 मिमी), आईटीओ फिल्म को मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग द्वारा जमा किया जाता है, जिसमें मोटाई एकरूपता भीतर तक पहुंचती है± 1%. निरंतर उत्पादन की उपज500 टुकड़ेके रूप में उच्च है९७%, जो कि85%आयन स्पटरिंग का।
आधार तापमान प्रक्रिया की अनुकूलनशीलता को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग चुंबकीय क्षेत्र को सीमित करने के माध्यम से सब्सट्रेट पर आयनों की प्रत्यक्ष बमबारी को कम करता है,और आधार तापमान के भीतर नियंत्रित किया जा सकता हैकमरे का तापमान 300°C तक, और कुछ प्रक्रियाएं कमरे के तापमान को भी बनाए रख सकती हैं; जबकि आयन बमबारी के कारण आयन स्पटरिंग गर्मी उत्पन्न करती है, आधार तापमान आम तौर पर सीमा में होता है150-500°Cयह अंतर मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग को पीईटी लचीली फिल्मों और एमईएमएस उपकरणों जैसी गर्मी-संवेदनशील सामग्रियों के अनुकूल करने में सक्षम बनाता है - जब एक पर ऑयू इलेक्ट्रोड जमा किया जाता है2μmमोटी एमईएमएस कैंटिलेवर, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग केवल आधार तापमान को बढ़ाता है80°C, और कंटिलिवर के विचलन केवल द्वारा बदल जाता है0.1μm; जबकि350°Cआयन स्पटरिंग के उच्च तापमान के कारण कैंटिलीवर सीधे झुक जाएगा और विफल हो जाएगा।
मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग विभिन्न मोड जैसे कि सह-स्पटरिंग और प्रतिक्रियाशील स्पटरिंग का समर्थन करती है और विभिन्न प्रकार की फिल्म तैयार कर सकती है, जिसमें आईटीओ पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्म, टीआईएन हार्ड फिल्म आदि शामिल हैं।और जटिल सामग्री जैसे आईटीओ और टीआईएनआयन स्पटरिंग धातु और सिरेमिक हार्ड कोटिंग्स जैसे कि TiAlN और CrN को तैयार करने में अधिक कुशल है, और कार्बनिक सामग्री और कम पिघलने बिंदु वाले मिश्र धातुओं के कोटिंग में सीमाएं हैं।उदाहरण के लिए, जब मोबाइल फोन स्क्रीन के लचीले सर्किट बोर्ड पर Cu फिल्म कोटिंग, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग पर पूरा किया जा सकता60°C, और कैंटिलीवर विचलन केवल द्वारा बदल जाता है0.1μm; जबकि उच्च तापमान350°Cआयन स्पटरिंग के कारण पीईटी फिल्म सिकुड़ जाएगी और विकृत होगी, और यह लागू नहीं है।
मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का सबसे बड़ा लाभ इसके स्थिर उत्पादन और निम्न तापमान अनुकूलन में निहित है।इसकी बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली वास्तविक समय में फिल्म मोटाई और गैस संरचना जैसे मापदंडों की निगरानी कर सकती है, एक फिल्म मोटाई त्रुटि के भीतर नियंत्रित के साथ±0.1nm, और उपज अभी भी अधिक रख सकते हैं99 प्रतिशतके लिएलगातार 30 दिनएक ही समय में, लक्ष्य उपयोग दर तक पहुंच सकता है६०-८०%, बचत२०%पारंपरिक स्पटरिंग की तुलना में अधिक सामग्री लागत। हालांकि, इस तकनीक की सीमाएं भी हैंः खराब भरने वाले छेद प्रदर्शन और कमजोर चरण कवरेज क्षमता,और यह जटिल घुमावदार सतहों पर आयन स्पटरिंग के रूप में समान नहीं है; और उपकरण संरचना अधिक प्रारंभिक निवेश लागत के साथ जटिल है।
आयन स्पटरिंग की उल्लेखनीय विशेषता इसकी सुपर मजबूत आसंजन और सतह अनुकूलन क्षमता है। आयन बमबारी प्रभाव फिल्म परत को सब्सट्रेट के छोटे छिद्रों में प्रवेश करने की अनुमति देता है,भले ही सब्सट्रेट का आकार जटिल हो (जैसे चाकू का काटने का किनारा या मोल्ड गुहा), यह एक समान कवरेज प्राप्त कर सकता है।2μmघन) आयन स्पटरिंग (2μmमोटी) एक के नीचे1 किलोभार घर्षण के लिए100,000 बारकेवल की एक पहनने की मात्रा है0.2μmहालांकि, आयन स्पटरिंग की कमियां भी बहुत स्पष्ट हैंः धीमी जमाव दर जिसके परिणामस्वरूप कम उत्पादन दक्षता है,उच्च तापमान संवेदनशील सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचाने के लिए प्रवण, और जटिल प्रक्रिया पैरामीटर नियंत्रण, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग की तुलना में गैस अशुद्धियों के प्रवेश के उच्च जोखिम के साथ।
अपने बड़े क्षेत्र की एकरूपता और निम्न तापमान जमाव लाभों के कारण, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, प्रकाशिकी और नई ऊर्जा क्षेत्रों में उपयोग किया जाता हैः
आयन कोटिंग का सुपर मजबूत आसंजन इसे कठोर कोटिंग और जटिल वर्कपीस कोटिंग के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता हैः
ऑटोमोबाइल मोल्ड के क्षेत्र में, आयन कोटिंग के TiAlN कोटिंग की कठोरता है3200HV, मोल्ड को लगातार स्टैम्प करने की अनुमति देता है100,000 बारया अधिक स्पष्ट पहनने के बिना।
मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग और आयन प्लेटिंग एक दूसरे को अलग नहीं करते हैं, बल्कि पूरक और सहजीवी होते हैं।
प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, दोनों लगातार एकीकृत हो रहे हैं - उदाहरण के लिए, आयन बीम-सहायता वाले मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग तकनीक,जो आयन बमबारी के माध्यम से फिल्म परत के आसंजन को बढ़ाते हुए मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग के एकरूपता और दर लाभों को बरकरार रखता हैभविष्य में, अर्धचालकों और नई ऊर्जा जैसे उच्च अंत क्षेत्रों में, यह "मजबूत गठबंधन" कोटिंग तकनीक एक नई विकास प्रवृत्ति बन जाएगी,माइक्रोस्कोपिक फिल्म की दुनिया में अधिक संभावनाएं ला रहा है.
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