วิธีการto เลือก PVDอุปกรณ์การเคลือบด้วยระยะว่าง: วัสดุ, กระบวนการ, การเคลือบ, เป้าหมาย, และก๊าซ

เทคโนโลยีการเคลือบแอกุ๊มได้กลายเป็นสิ่งจําเป็นในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และอุตสาหกรรมรถยนต์ ถึงอุปกรณ์อากาศและอุปกรณ์การแพทย์ทําให้การฝากของฟิล์มบางที่มีคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้น เช่นความทนทานต่อการกัดกร่อนการเลือกอุปกรณ์เคลือบระบายระยะว่างที่เหมาะสม เป็นการตัดสินใจที่สําคัญ ที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพในด้านราคาคู่มือนี้วิเคราะห์ปัจจัยสําคัญวัสดุของผลิตภัณฑ์, กระบวนการเคลือบ, ประเภทของฟิล์ม, วัสดุเป้าหมาย, และก๊าซกระบวนการ

1วัสดุสินค้า: หลักการเลือกอุปกรณ์

วัสดุของสับสราท (ผลิตภัณฑ์ที่จะเคลือบ) กําหนดความเหมาะสมกับกระบวนการเคลือบระยะว่าง เนื่องจากวัสดุที่แตกต่างกันปฏิกิริยาต่างกันต่ออุณหภูมิ ความดันและสภาพแวดล้อมพลาสมา.

1.1 สับสราทโลหะ (เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง ไททานิਅਮ)

สับสราตโลหะถูกใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากความทนทานและความสามารถในการนําไฟ ทําให้มันเหมาะสําหรับกระบวนการเคลือบระบายว่างส่วนใหญ่สําหรับการผลิตวัตถุประกอบโลหะในปริมาณสูง เช่น อะไหล่รถยนต์หรือฮาร์ดแวร์,ระบบกระจายแม่เหล็กใช้งานในอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ํา (200~400 °C) ป้องกันการปรับปรุงความร้อนของสับสราทโลหะเครื่องประปาจากเหล็กไร้ขัดลมได้รับประโยชน์จากการกระจายหมอกของไทเทเนียมไนไตรได (TiN) ด้วยแม่เหล็กเพื่อความทนทานต่อการกวาดสําหรับชิ้นส่วนโลหะความแม่นยําที่ต้องการแผ่น ultra-thin (เช่น เครื่องเชื่อมอิเล็กทรอนิกส์)ระบบระเหยแสงอิเล็กตรอน (E-Beam)เป็นที่นิยม เนื่องจากมันให้ความบริสุทธิ์ในการฝังสูงและการควบคุมความหนาอย่างเท่าเทียมกัน

1.2 สับสราทที่ไม่ใช่โลหะ (พลาสติก, กระจก, เซรามิก)

สับสราทที่ไม่ใช่โลหะมีความรู้สึกต่ออุณหภูมิและพลาสมามากขึ้น จึงต้องใช้อุปกรณ์พิเศษพลาสติก (ABS, PC, PP)มีความทนทานความร้อนต่ํา (มักจะเป็นระบบกระจายรังสี (RF)หรือการฝังควายเคมีที่เสริมพลาสมา (PECVD)การกระจายรังสี RF ทํางานในอุณหภูมิห้อง ทําให้เหมาะสําหรับการเคลือบเลนส์พลาสติกด้วยฟิล์มป้องกันการสะท้อนเหมาะสําหรับการฝากฟิล์มดีเอเลคทริกบนอิเล็กทรอนิกส์พลาสติก.ผืนแก้ว(ตัวอย่างเช่น เลนส์แสง, แผ่นจอ) สามารถทนอุณหภูมิสูงขึ้นระบบระเหยความร้อนหรือระบบประปาไอออน (IP)ทํางานได้ดี การระเหยทางความร้อนมีประหยัดในการฝากแผ่นอลูมิเนียมบนกระจกกระจก ในขณะที่ระบบ IP เพิ่มความติดตามโดยการระเบิดพื้นฐานด้วยไอออนทําให้มันเหมาะสําหรับการใช้งานกระจกที่สกัดสภาพสูง เช่นจอสมาร์ทโฟน.เซรามิค(ตัวอย่างเช่น การปลูกฟัน, ส่วนประกอบอุตสาหกรรม) ต้องการความมั่นคงในอุณหภูมิสูงการพ่น Magnetron การพ่น Magnetron การพ่นก๊าบทางกายภาพ (PVD)หรือการหลอมน้ําหมอกทางเคมี (CVD)CVD ทําการฝากฟิล์มผ่านปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูง เหมาะสําหรับการเคลือบเซรามิก ด้วยฟิล์มที่แข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อน เช่นซิลิคอนคาร์ไบด์

2กระบวนการเคลือบ: การสอดคล้องเทคโนโลยีกับความต้องการ

กระบวนการเคลือบระบายความว่างแบ่งออกเป็นการหลอมน้ําร้อนทางกายภาพ (PVD) และการหลอมน้ําร้อนทางเคมี (CVD) แต่ละกระบวนการมีกระบวนการย่อยที่แตกต่างกันที่ปรับปรุงตามความต้องการเฉพาะเจาะจง

2.1 การฝากควันทางกายภาพ (PVD)

PVD มีส่วนเกี่ยวข้องกับการฝากวัสดุบนพื้นฐานโดยวิธีการฟิสิกอล (การเหยื่อมหรือการพ่น) ในระยะว่าง. มันถูกเลือกสําหรับหนังบางความบริสุทธิ์สูงและการใช้งานอุณหภูมิต่ํา.

•การระเหยทางความร้อน: ใช้ความร้อนเพื่อทําให้วัสดุเป้าเปลือก ซึ่งทําให้ผสมผสานบนพื้นฐาน เหมาะสําหรับการผลิตฟิล์มโลหะ (อลูมิเนียม, ทอง) ในปริมาณสูงและราคาถูกบนกระจกหรือพลาสติกเหมาะสําหรับเคลือบตกแต่ง (e(ก.ม.เครื่องประดับทองคํา) หรือฟิล์มสะท้อนแสง

•การระเหยแสงไฟฟ้า: ใช้รังสีอิเล็กตรอนในการละลายและปั๊มเปลือกเป้าหมาย, ให้ความบริสุทธิ์และความละเอียดสูงกว่าการปั๊มเปลือกทางความร้อน. เหมาะสําหรับการฝากโลหะที่ทนไฟ (ทองเฟิร์ม,ทันทัล) หรือโอ๊กไซด์ (SiO2) บนแผ่นครึ่งประสาทหรือองค์ประกอบทางออนไลน์.

•แม็กเนทรออนสปเตอร์: ใช้พลาสมาในการกระจายอะตอมจากเป้าหมายไปยังเยื่อ. มีให้เลือกใน DC (สําหรับเป้าหมายที่นํา) หรือ RF (สําหรับเป้าหมายที่ไม่นํา)ส่งผลให้มีภาพยนตร์แบบเดียวกันและติดแน่นที่ดีทําให้มันเหมาะสมสําหรับการเคลือบที่ใช้งานได้ (เช่น TiN บนเครื่องมือตัด, ITO บนจอสัมผัส)

•การเคลือบไอออน (IP): รวมการพ่นกับการระเบิดไอออนเพื่อเพิ่มความแน่นและความหนาแน่นของฟิล์ม เหมาะสําหรับเคลือบที่ทนทานต่อการสกัด (เช่น CrN บนชิ้นส่วนรถยนต์) หรือเคลือบประดับที่ต้องการความทนทานสูง

3ประเภทเคลือบ: เลือกเป้าหมายและก๊าซสําหรับคุณสมบัติที่ต้องการ

ประเภทของฟิล์มที่จะถูกฝาก (โลหะ, ไดเอเลคทริก, ขัด, แข็งแรง, หรือตกแต่ง) กําหนดการเลือกวัสดุเป้าหมายและก๊าซกระบวนการ.

3.1 หนังโลหะ (อลูมิเนียม ทองคํา เงิน ทองแดง)

ฟิล์มโลหะถูกใช้สําหรับการนําไฟ, การสะท้อนแสง, หรือเป้าหมายตกแต่ง สําหรับกระบวนการ PVD,เป้าหมายโลหะ(อลูมิเนียมบริสุทธิ์, ทองคํา, ทองแดง) ใช้ในการระเหยทางความร้อน, ไม่มีก๊าซกระบวนการที่จําเป็น, เนื่องจากโลหะระเหยโดยตรง.อาร์กอน (Ar)เป็นก๊าซกระบวนการหลัก เนื่องจากมันเป็นก๊าซไร้สรรพคุณและกระจายเป้าหมายโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น เป้าหมายอลูมิเนียมที่มีก๊าซ Ar ใช้ในการฝากฟิล์มสะท้อนแสงบนแผ่นแสงอาทิตย์ขณะที่เป้าหมายทองคําถูกใช้สําหรับฟิล์มนําในอิเล็กทรอนิกส์.

3.2 ฟิล์มแบบดียิเลคทริก (SiO2, TiO2, Al2O3)

ฟิล์มแบบดียิเลคทริกมีคุณสมบัติในการกันแสง, ป้องกันการสะท้อนแสง หรือป้องกันเป้าหมายโอกไซด์(SiO2, TiO2) ใช้กับ RF sputtering (เนื่องจากโอไซด์ไม่นําไฟ) ก๊าซกระบวนการเช่นไอน้ําออกซิเจน (O2)ได้ถูกเพิ่มให้ยังคงโครงสร้างออกไซด์ของฟิล์ม เช่น เป้าหมาย TiO2 กับก๊าซ O2 ฝากฟิล์มป้องกันการสะท้อนบนแว่นตา สําหรับ CVDก๊าซเปรียบเสมือนเทตรเอธิลออร์โตซิลิเกต (TEOS) ใช้ในการฝาก SiO2 ภาพยนตร์บนครึ่งตัวนํา.

3.3 หนังอ๊อกไซด์ที่นํา (ITO, AZO)

อินเดียม ทิน โอ๊กไซด์ (ITO) และอลูมิเนียม ซิงค์ โอ๊กไซด์ (AZO) เป็นฟิล์มที่นําแสงโปร่งที่ใช้ในจอสัมผัส, จอแสดงภาพ และเซลล์แสงอาทิตย์เป้าหมาย ITO(อินเดียม-ทองเหลืองออกไซด์) หรือเป้าหมาย AZO(อะลูมิเนียม-ซิงกอ๊อกไซด์) ใช้กับ RF sputtering ก๊าซกระบวนการเช่น Ar (สําหรับ sputtering) และ O2 (เพื่อควบคุมสเตอคิโอเมตรี่) ได้รับการใช้เพื่อบรรลุ conductivity และความโปร่งใสที่ดีที่สุดเป้าหมาย ITO กับผสมก๊าซ Ar/O2 ลงฟิล์มบนจอสัมผัสของสมาร์ทโฟน.

3.4 การเคลือบแข็ง (TiN, CrN, DLC)

การเคลือบที่แข็งแรงเพิ่มความทนทานและความทนทานในการใช้ในเครื่องมือตัด, ส่วนประกอบรถยนต์, และส่วนประกอบอุตสาหกรรมเป้าหมาย TiN(ไทเทเนียมไนทรีด) หรือเป้าหมาย CrN(โครเมียมไนไตรได) ใช้กับ magnetron sputtering หรือ ion plating ก๊าซกระบวนการเช่นไนโตรเจน (N2)ผิวหนังคาร์บอนคล้ายเพชร (DLC) ที่ฝากผ่าน PECVD ใช้สารประกอบก่อน เช่น เมธาน (CH4) หรืออะซิเทลีน (C2H2) กับก๊าซอาร์กอน เพื่อสร้างผิวเคลือบความหดต่ํา.

3.5 การเคลือบประดับ (TiN, ZrN, Chrome)

การเคลือบประดับมีลักษณะสวยงาม (ทอง, เงิน, สีดํา) ด้วยความทนทานต่อการกัดกร่อน, ใช้ในเครื่องประดับ, นาฬิกา, และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคเป้าหมาย TiN(สีทอง) หรือเป้าหมายของ ZrN(สีเงิน) ใช้กับ magnetron sputtering, กับก๊าซ N2 เพื่อสร้างภาพยนต์ nitride.เป้าหมายโครเมียมกับก๊าซ Ar ในระบบสปูเตอร์ DC

4สรุปเกณฑ์การคัดเลือก

สรุปคือ การเลือกอุปกรณ์เคลือบระบายความว่างที่เหมาะสม ต้องการวิธีการที่สมบูรณ์แบบ โดยพิจารณาถึงคุณสมบัติทางอุณหภูมิและเคมีของวัสดุพื้นฐานความสามารถของกระบวนการเคลือบที่ต้องการ, และความต้องการทางการทํางานของฟิล์ม. การสอดคล้องปัจจัยเหล่านี้กับวัสดุเป้าหมายที่เหมาะสมและก๊าซกระบวนการจะรับประกันคุณภาพฟิล์มที่ดีที่สุด, ความติดแน่นและผลงาน,ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงกระบวนการเลือกอุปกรณ์ของพวกเขา และบรรลุผลการเคลือบที่มีคุณภาพสูงและมีประหยัด