Technoleg cotio gwactod, wedi'i dalfyrru fel PVD, yn dechneg sy'n defnyddio dulliau ffisegol i anweddu wyneb ffynhonnell ddeunydd yn atomau, moleciwlau, neu ïonau o dan amodau gwactod, a dyddodi ffilm denau gyda swyddogaeth arbennig benodol ar wyneb y swbstrad. Mae technoleg cotio offer cotio gwactod wedi'i rannu'n bennaf yn dri chategori: dyddodiad anwedd, sputtering, a platio ïon. Mae yna dri math o dechnoleg cotio anweddu: anweddiad gwrthiant, anweddiad trawst electron, ac anweddiad gwresogi sefydlu.
Mae yna dri phrif gyfeiriad ar gyfer technoleg cotio mewn offer cotio gwactod: technoleg cotio anweddu, technoleg cotio ïon, ac offer cotio sputtering magnetron. Mae gan bob technoleg cotio ei fanteision a'i anfanteision ei hun, ac mae gwahanol swbstradau a thargedau wedi'u gorchuddio â gwahanol dechnolegau cotio.
Mae technoleg cotio anweddiad ymwrthedd yn mabwysiadu'r dechnoleg cotio anweddu o ffynhonnell anweddiad gwresogi gwrthiant, a ddefnyddir yn gyffredinol ar gyfer anweddu deunyddiau pwynt toddi isel fel alwminiwm, aur, arian, sylffid sinc, fflworid magnesiwm, cromiwm triocsid, ac ati; Yn gyffredinol, mae gwrthyddion gwresogi yn cael eu gwneud o twngsten, molybdenwm, tantalwm, ac ati. Manteision unigryw, strwythur syml, a chost isel. Anfantais: Mae'r deunydd yn dueddol o adweithio â'r crucible, gan effeithio ar burdeb y ffilm denau, ac ni all anweddu ffilmiau tenau dielectrig pwynt toddi uchel; Cyfradd anweddiad isel.
Platio anweddiad ymwrthedd Mae anweddiad pelydr electron yn dechnoleg sy'n defnyddio gwresogi pelydr electron cyflym i anweddu ac anweddu deunyddiau, ac yna'n cyddwyso i mewn i ffilm ar wyneb swbstrad. Gall dwysedd ynni ffynhonnell gwres y pelydr electron gyrraedd 104-109w/cm2, a gall gyrraedd dros 3000 gradd. Gall anweddu metelau pwynt toddi uchel neu ddeunyddiau dielectrig fel twngsten, molybdenwm, germaniwm, SiO2, AL2O3, ac ati.
Prif egwyddor anweddiad trawst electron yw, mewn amgylchedd gwactod uchel, bod electronau ynni uchel a allyrrir gan wn electron yn peledu wyneb deunydd targed o dan weithrediad meysydd trydan a magnetig, gan drosi egni cinetig yn egni thermol. Mae'r deunydd targed yn cynhesu, yn dod yn dawdd, neu'n anweddu'n uniongyrchol, gan adneuo ffilm denau ar wyneb y swbstrad.
Mae dau fath o ffynonellau dyddodiad anwedd ar gyfer gwresogi trawst electron: gwn syth electron gwn a gynnau electron e-fath (hefyd cylchlythyr). Mae'r pelydr electron yn cael ei ollwng o'r ffynhonnell a'i ffocysu a'i allwyro gan coil maes magnetig i beledu a chynhesu'r deunydd ffilm. Mae ei fanteision yn cynnwys y gallu i anweddu unrhyw ddeunydd, purdeb uchel y ffilm, gweithredu uniongyrchol ar wyneb y deunydd, ac effeithlonrwydd thermol uchel. Mae anfanteision gynnau electron yn cynnwys strwythur cymhleth, cost uchel, dadelfennu cyfansoddion yn hawdd yn ystod dyddodiad, ac anghydbwysedd cemegol.
Mae anweddiad gwresogi sefydlu yn dechnoleg sy'n defnyddio gwresogi ymsefydlu maes electromagnetig amledd uchel i anweddu ac anweddu deunyddiau, gan eu cyddwyso'n ffilm ar wyneb swbstrad. Mae ei fanteision yn cynnwys cyfradd anweddu uchel, a all fod tua 10 gwaith yn uwch na ffynhonnell anweddiad gwrthiannol. Mae tymheredd y ffynhonnell anweddu yn sefydlog, gan ei gwneud yn llai tebygol o dasgu. Mae'r tymheredd crucible yn isel, ac mae gan y deunydd crucible lai o faw pilen. Mae ei anfanteision yn cynnwys yr angen i gysgodi'r ddyfais anweddu, cost uchel, a chyfarpar cymhleth.
Er bod egwyddorion y tair technoleg cotio anweddu hyn ar gyfer offer cotio gwactod yr un fath, maent i gyd yn defnyddio anweddiad tymheredd uchel i anweddu deunyddiau ar gyfer cotio. Fodd bynnag, mae'r amgylcheddau y cânt eu cymhwyso ynddynt yn wahanol, ac mae gan y deunyddiau cotio a'r swbstradau ofynion gwahanol hefyd.
Anweddiad gwresogi ymsefydlu amledd uchel yw'r broses o osod crucible sy'n cynnwys deunydd cotio yng nghanol coil troellog amledd uchel, gan achosi'r deunydd cotio i gynhyrchu ceryntau eddy cryf ac effeithiau hysteresis o dan anwythiad maes electromagnetig amledd uchel, gan arwain at hynny. wrth wresogi'r haen ffilm nes ei fod yn anweddu ac yn anweddu. Yn gyffredinol, mae'r ffynhonnell anweddu yn cynnwys coil amledd uchel wedi'i oeri â dŵr a chrwsadwy graffit neu serameg (magnesiwm ocsid, alwminiwm ocsid, boron ocsid, ac ati). Mae'r cyflenwad pŵer amledd uchel yn defnyddio amlder o 10000 i rai cannoedd o filoedd o hertz, gyda phŵer mewnbwn o sawl i gannoedd o gilowat. Po leiaf yw cyfaint deunydd y bilen, yr uchaf yw'r amlder sefydlu. Mae amledd coil ymsefydlu fel arfer yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio tiwbiau copr wedi'u hoeri â dŵr. Anfantais dull anweddu gwresogi ymsefydlu amledd uchel yw nad yw'n hawdd mireinio'r pŵer mewnbwn. Mae ganddo'r manteision canlynol:
1. Cyfradd anweddiad uchel:
2. Mae tymheredd y ffynhonnell anweddiad yn unffurf ac yn sefydlog, ac nid yw'n hawdd cynhyrchu sblashio defnynnau platio
3. un amser llwytho ffynhonnell anweddiad, rheoli tymheredd yn gymharol hawdd, a gweithrediad yn syml.
Mae manteision technoleg cotio sputtering magnetron fel a ganlyn
1. Cyfradd gwaddodiad uchel. Oherwydd y defnydd o electrodau magnetron cyflym, gellir cael cerrynt ïon mawr, gan wella cyfradd dyddodiad a chyfradd sputtering y broses cotio hon yn effeithiol. O'i gymharu â phrosesau cotio sputtering eraill, mae gan sputtering magnetron allu cynhyrchu ac allbwn uchel, ac fe'i defnyddir yn eang mewn amrywiol gynyrchiadau diwydiannol.
2. effeithlonrwydd pŵer uchel. Yn gyffredinol, mae targedau sputtering Magnetron yn dewis folteddau o fewn yr ystod o 200V-1000V, fel arfer 600V, oherwydd bod y foltedd o 600V ychydig o fewn yr ystod effeithiol uchaf o effeithlonrwydd pŵer.
Egni sputtering isel. Mae'r foltedd isel a gymhwysir i'r targed magnetron a'r maes magnetig yn cyfyngu'r plasma ger y catod, a all atal gronynnau â gwefr ynni uchel rhag digwydd ar y swbstrad.
3. Mae tymheredd y swbstrad yn isel. Gellir defnyddio'r electronau a gynhyrchir yn ystod gollyngiad anodig heb fod angen sylfaen cymorth swbstrad, a all leihau peledu electronau ar y swbstrad yn effeithiol. Felly, mae tymheredd y swbstrad yn gymharol isel, gan ei gwneud yn addas iawn ar gyfer gorchuddio rhai swbstradau plastig nad ydynt yn gallu gwrthsefyll tymheredd uchel iawn.
Ysgythriad anwastad ar wyneb targedau sputtering magnetron. Mae ysgythriad arwyneb anwastad o dargedau sputtering magnetron yn cael ei achosi gan feysydd magnetig targed anwastad, gan arwain at gyfradd ysgythru uwch yn lleoliadau lleol y targed a chyfradd defnyddio effeithiol is o'r deunydd targed (dim ond 20% -30% cyfradd defnyddio) . Felly, er mwyn gwella cyfradd defnyddio deunyddiau targed, mae angen newid y dosbarthiad maes magnetig trwy ddulliau penodol, neu ddefnyddio magnetau i symud yn y catod, a all hefyd wella cyfradd defnyddio deunyddiau targed.
4. Targed cyfansawdd. Gellir cynhyrchu ffilmiau aloi wedi'u gorchuddio â tharged cyfansawdd. Ar hyn o bryd, mae ffilmiau aloi Ta Ti, (Tb Dy) - Fe, a Gb Co wedi'u hadneuo'n llwyddiannus gan ddefnyddio technoleg sputtering magnetron cyfansawdd. Mae pedwar math o strwythur ar gyfer targedau cyfansawdd, sef targedau mewnosodedig cylchol, targedau wedi'u mewnosod yn sgwâr, targedau mewnosod sgwâr bach, a thargedau planedig siâp ffan. Yn eu plith, mae'r strwythur targed gwreiddio siâp ffan yn cael yr effaith defnydd gorau.
5. Ystod eang o geisiadau. Gall y broses sputtering magnetron adneuo llawer o elfennau, gan gynnwys Ag, Au, C, Co, Cu, Fe, Ge, Mo, Nb, Ni, Os, Cr, Pd, Pt, Re, Rh, Si, Ta, Ti, Zr, SiO, AlO, GaAs, U, W, SnO, ac ati.
Technoleg cotio ïon gwactod
Technoleg platio ïon gwactod(talfyrwyd fel platio ïon) ei ddatblygu gyntaf gan D M. Mattox ei gynnig a'i roi ar waith yn 1963 fel technoleg cotio sy'n cyfuno anweddiad a sputtering. Mae'n seiliedig ar belediad ïon, sy'n gwresogi'r deunydd wedi'i orchuddio neu'r darn gwaith i gyflwr tawdd, ac yn defnyddio peledu ïon ynni uchel i adneuo ffilmiau tenau metel neu lled-ddargludyddion a adneuwyd yn gemegol ar wyneb y swbstrad, a thrwy hynny gael ffilmiau tenau â strwythurau ac eiddo penodol.
Y broses o blatio ïon yw cysylltu'r ffynhonnell anweddu â'r anod a'r darn gwaith â'r catod. Pan ddefnyddir cerrynt uniongyrchol foltedd uchel o dair i bum mil o foltiau, cynhyrchir gollyngiad arc rhwng y ffynhonnell anweddu a'r darn gwaith. Oherwydd bod y nwy argon anadweithiol wedi'i lenwi yn y cwfl gwactod, mae rhywfaint o'r nwy argon yn cael ei ïoneiddio o dan weithred y maes trydan rhyddhau, gan ffurfio parth tywyll plasma o amgylch y darn gwaith catod. Mae'r ïonau argon â gwefr bositif yn cael eu denu gan foltedd uchel negyddol y catod ac yn peledu wyneb y darn gwaith yn dreisgar, gan achosi i ronynnau a baw ar wyneb y darn gwaith gael eu tasgu a'u taflu allan, gan ganiatáu i wyneb y darn gwaith fod. wedi'i lanhau'n llwyr gan belediad ïon. Yn dilyn hynny, mae cyflenwad pŵer AC y ffynhonnell anweddu wedi'i gysylltu, ac mae'r gronynnau deunydd anweddedig yn toddi ac yn anweddu, gan fynd i mewn i'r parth rhyddhau glow a chael ei ïoneiddio. Mae'r ïonau deunydd anweddu â gwefr bositif, sy'n cael eu denu gan y catod, yn rhuthro tuag at y darn gwaith ynghyd ag ïonau argon. Pan fydd y swm o ïonau deunydd anweddu a adneuwyd ar wyneb y workpiece yn fwy na faint o ïonau tasgu, maent yn cronni yn raddol i ffurfio araen glynu'n gadarn ar wyneb y workpiece.
Mae strwythur cotio platio ïon yn drwchus, heb dyllau pin, swigod, a thrwch unffurf. Mae'r dull hwn yn addas iawn ar gyfer gorchuddio rhannau â thyllau mewnol, rhigolau, a bylchau cul sy'n anodd eu gorchuddio trwy ddulliau eraill, ac nid yw'n ffurfio nodules metel. Oherwydd ei allu i atgyweirio craciau bach a diffygion fel gosod ar wyneb y darn gwaith, gall y broses hon wella ansawdd wyneb a phriodweddau ffisegol a mecanyddol y rhannau gorchuddio yn effeithiol. Mae profion blinder wedi dangos, os caiff ei drin yn iawn, y gellir cynyddu bywyd blinder y darn gwaith 20% i 30% o'i gymharu â chyn platio.
Nodweddion Gorchuddio Ion Gwactod
O'i gymharu ag anweddiad a sputtering, mae gan blatio ïon y nodweddion canlynol:
(1) Perfformiad adlyniad da y cotio
Yn ystod cotio gwactod cyffredin, nid oes bron unrhyw haen drawsnewid yn cysylltu wyneb y darn gwaith a'r cotio. Yn ystod platio ïon, pan fydd ïonau yn peledu'r darn gwaith ar gyflymder uchel, gallant dreiddio i wyneb y darn gwaith a ffurfio haen tryledu wedi'i fewnblannu'n ddwfn i'r swbstrad. Gall dyfnder trylediad rhyngwyneb platio ïon gyrraedd pedwar i bum micromedr. Yn y cyfnod cynnar o cotio, mae sputtering a dyddodiad yn cydfodoli, a gellir ffurfio haen drawsnewid neu haen gymysg o gydrannau ffilm a swbstrad ar y rhyngwyneb rhwng y ffilm a'r swbstrad, a elwir yn haen tryledu ffug, a all wella'r perfformiad adlyniad yn effeithiol. o'r haen ffilm.
(2) Gallu platio cryf
Yn ystod platio ïon, mae'r gronynnau deunydd anweddedig yn symud ar hyd cyfeiriad y maes trydan ar ffurf ïonau â gwefr. Felly, lle bynnag y mae maes trydan yn bresennol, gellir cael cotio da, sy'n llawer gwell na gorchudd gwactod cyffredin na all ond gael cotio i'r cyfeiriad uniongyrchol. Felly, mae'r dull hwn yn addas iawn ar gyfer ardaloedd ar blatiau rhannau sy'n anodd eu plât trwy ddulliau eraill, megis tyllau mewnol, rhigolau, a bylchau cul.
(3) Ansawdd cotio da
Mae gan y cotio platio ïon strwythur trwchus, dim tyllau pin, dim swigod, a thrwch unffurf. Gall hyd yn oed yr ymylon a'r rhigolau gael eu gorchuddio'n unffurf, a gall rhannau fel edafedd hefyd gael eu gorchuddio â chaledwch uchel, ymwrthedd gwisgo uchel (cyfernod ffrithiant isel), ymwrthedd cyrydiad da, a sefydlogrwydd cemegol, gan arwain at oes hirach yr haen ffilm; Ar yr un pryd, gall yr haen ffilm wella ymddangosiad a pherfformiad addurniadol y darn gwaith yn sylweddol.
(4) Symleiddio'r broses lanhau
Mae'r rhan fwyaf o brosesau cotio presennol yn gofyn am lanhau'r darn gwaith yn llym ymlaen llaw, ac mae'r broses yn gymharol gyfrifol. Yn ystod y broses platio ïon, defnyddir nifer fawr o ronynnau ynni uchel a gynhyrchir gan ollyngiad glow i greu effaith sputtering cathodig ar yr wyneb, sy'n glanhau'r nwy a'r olew a arsugnir ar wyneb y swbstrad trwy sputtering, gan buro wyneb y swbstrad hyd nes y bydd y cwblhawyd y broses gorchuddio gyfan, gan symleiddio llawer o waith glanhau cyn platio.
(5) Deunyddiau platiog sydd ar gael yn eang
Platio ïon yw'r broses o ddefnyddio ïonau ynni uchel i beledu wyneb darn gwaith, gan drosi llawer iawn o ynni trydanol yn ynni thermol ar wyneb y darn gwaith, a thrwy hynny hyrwyddo adweithiau tryledu ac cemegol yn y meinwe arwyneb, a'r darn gwaith. nid yw tymheredd uchel yn effeithio arno. Felly, mae gan y broses cotio hon ystod eang o gymwysiadau ac mae'n llai cyfyngedig. Fel arfer, gellir platio amrywiol fetelau, aloion, yn ogystal â rhai deunyddiau synthetig, deunyddiau inswleiddio, deunyddiau thermosensitif, a deunyddiau pwynt toddi uchel. Gellir platio darnau gwaith metel â rhai nad ydynt yn fetelau neu fetelau, yn ogystal â metelau neu nad ydynt yn fetelau, a hyd yn oed plastigau, rwber, cwarts, cerameg, ac ati.
Dosbarthiad Gorchudd Ion Gwactod
Mae yna gyfuniadau amrywiol o ddulliau ionization a chyffro ar gyfer gwahanol ffynonellau anweddu ac atomau, gan arwain at ymddangosiad llawer o ddulliau platio ïon ffynhonnell anweddu. Mae dulliau cyffredin yn cynnwys platio ïon sputtering a platio ïon anweddu yn seiliedig ar gaffael gronynnau bilen.
1. platio ïon math sputtering
Trwy ddefnyddio ïonau ynni uchel i wasgaru wyneb y deunydd bilen, cynhyrchir gronynnau metel. Mae'r gronynnau metel yn ïoneiddio i ïonau metel yn y gofod rhyddhau nwy, ac maent yn cyrraedd y swbstrad o dan ragfarn negyddol i adneuo a ffurfio ffilm.
Platio ïon anweddol
Gwresogi'r deunydd cotio trwy wahanol ddulliau gwresogi i anweddu a chynhyrchu anwedd metel, sydd wedyn yn cael ei gyflwyno i'r gofod rhyddhau nwy wedi'i gyffroi mewn gwahanol ffyrdd i ïoneiddio i ïonau metel. Mae'r ïonau hyn yn cyrraedd y swbstrad o dan ogwydd negyddol ac yn dyddodi i mewn i ffilm.
Yn eu plith, gellir rhannu platio ïon anweddol yn blatio ïon dau gam DC, platio ïon cathod gwag, platio ïon arc gwifren poeth, a phlatio ïon arc cathod yn unol â gwahanol egwyddorion rhyddhau. Mae platio ïon uwchradd DC yn rhyddhau glow sefydlog; Mae platio ïon cathod gwag a phlatio ïon arc gwifren poeth yn ollyngiadau arc thermol, a gellir crynhoi'r rheswm dros gynhyrchu electronau yn syml fel allyriad thermol electronau y tu allan i'r cnewyllyn oherwydd gwresogi deunyddiau metel i dymheredd uchel; Mae'r math rhyddhau o blatio ïon arc cathodig yn wahanol i'r mathau blaenorol o blatio ïon, ac mae'n defnyddio rhyddhau arc oer.
(1) Platio ïon catod gwag (HCD)
Defnyddio gollyngiad catod poeth gwag i gynhyrchu pelydr electron plasma. Nodweddion platio ïon catod gwag: ① Mae gwn catod gwag HCD yn ffynhonnell wres ar gyfer nwyeiddio deunydd pilen ac yn ffynhonnell ïoneiddiad ar gyfer gronynnau anweddu, a'r dull ionization yw defnyddio gwrthdrawiad pelydr electron pwysedd isel; ② Gan ddefnyddio foltedd cyflymu sy'n amrywio o 0V i gannoedd o foltiau, mae ïoneiddiad a chyflymiad ïon yn gweithredu'n annibynnol Yn gallu perfformio platio ïon adweithiol yn dda; ④ Mae cynnydd tymheredd y swbstrad yn fach, ac mae angen gwresogi'r swbstrad o hyd yn ystod y cotio; ⑤ Effeithlonrwydd ionization uchel, sbot trawst electron mawr, a gellir ei adneuo ar wahanol ffilmiau.
(2) platio ïon arc cathodig
Mae platio ïon arc cathodig yn benllanw technoleg cotio ïon prif ffrwd, sy'n mabwysiadu gollyngiad arc oer ac sydd â'r gyfradd ïoneiddio gronynnau uchaf ymhlith llawer o dechnolegau cotio PVD.
