Tecnoloxía de revestimento iónico

A principal característica do método de evaporación ao baleiro para depositar películas é a alta taxa de deposición.A principal característica do método de pulverización catódica é a gran variedade de materiais de película dispoñibles e a boa uniformidade da capa de película, pero a taxa de deposición é baixa.O revestimento iónico é un método que combina estes dous procesos.

Principio de revestimento iónico e condicións de formación da película
O principio de funcionamento do revestimento iónico móstrase na imaxe.A cámara de baleiro é bombeada a unha presión inferior a 10-4 Pa, e despois énchese con gas inerte (por exemplo, argón) a unha presión de 0,1 ~ 1 Pa. Despois de aplicar unha tensión continua negativa de ata 5 kV ao substrato, un A zona de plasma de descarga de gas de baixa presión establécese entre o substrato e o crisol.Os ións de gas inerte son acelerados polo campo eléctrico e bombardean a superficie do substrato, limpando así a superficie da peza de traballo.Despois de completar este proceso de limpeza, o proceso de revestimento comeza coa vaporización do material a revestir no crisol.As partículas de vapor vaporizadas entran na zona do plasma e chocan cos ións e electróns positivos inertes disociados, e algunhas das partículas de vapor disocian e bombardean a peza de traballo e a superficie do revestimento baixo a aceleración do campo eléctrico.No proceso de recubrimento iónico, non só hai deposición, senón tamén pulverización de ións positivos no substrato, polo que a película delgada só se pode formar cando o efecto de deposición é maior que o efecto de pulverización.

O proceso de revestimento iónico, no que o substrato é sempre bombardeado con ións de alta enerxía, é moi limpo e ten unha serie de vantaxes en comparación co revestimento por pulverización e evaporación.

(1) Adhesión forte, a capa de revestimento non se despega facilmente.
(a) No proceso de revestimento iónico, utilízase un gran número de partículas de alta enerxía xeradas pola descarga luminosa para producir un efecto de pulverización catódica na superficie do substrato, pulverizando e limpando o gas e o aceite adsorbidos na superficie do substrato. substrato para purificar a superficie do substrato ata completar todo o proceso de revestimento.
(b) Na fase inicial do revestimento, coexisten a pulverización catódica e a deposición, que poden formar unha capa de transición de compoñentes na interface da base da película ou unha mestura do material da película e o material de base, chamada "capa de pseudodifusión". que pode mellorar eficazmente o rendemento de adhesión da película.
(2) Boas propiedades envolventes.Unha razón é que os átomos do material de revestimento son ionizados a alta presión e chocan con moléculas de gas varias veces durante o proceso de chegada ao substrato, polo que os ións do material de revestimento poden espallarse polo substrato.Ademais, os átomos do material de revestimento ionizado deposítanse na superficie do substrato baixo a acción do campo eléctrico, polo que todo o substrato se deposita cunha película delgada, pero o revestimento de evaporación non pode conseguir este efecto.
(3) A alta calidade do revestimento débese á pulverización de condensados ​​causada polo bombardeo constante da película depositada con ións positivos, o que mellora a densidade da capa de revestimento.
(4) Unha ampla selección de materiais de revestimento e substratos pódese recubrir con materiais metálicos ou non metálicos.
(5) En comparación coa deposición química en vapor (CVD), ten unha temperatura do substrato máis baixa, normalmente por debaixo de 500 °C, pero a súa forza de adhesión é totalmente comparable ás películas de deposición química en vapor.
(6) Alta taxa de deposición, rápida formación de películas e pode recubrir o grosor das películas de decenas de nanómetros a micras.

As desvantaxes do revestimento iónico son: o grosor da película non se pode controlar con precisión;a concentración de defectos é alta cando se require un revestimento fino;e os gases entrarán na superficie durante o revestimento, o que cambiará as propiedades da superficie.Nalgúns casos tamén se forman cavidades e núcleos (menos de 1 nm).

En canto á taxa de deposición, o revestimento iónico é comparable ao método de evaporación.En canto á calidade da película, as películas producidas por recubrimento iónico son próximas ou mellores ás preparadas por pulverización catódica.