Принцип на вакуумска испарувачка обвивка
1, Опрема и физички процес на обложување со вакуумско испарување
Опремата за обложување со вакуумско испарување главно се состои од вакуумска комора и систем за евакуација.Внатре во вакуумската комора има извор на испарување (т.е. грејач за испарување), рамка на подлогата и подлогата, грејач на подлогата, издувен систем итн.
Материјалот за обложување се става во изворот на испарување на вакуумската комора и при високи услови на вакуум се загрева од изворот на испарување за да испари.Кога просечниот слободен опсег на молекулите на пареа е поголем од линеарната големина на вакуумската комора, откако атомите и молекулите на пареата на филмот ќе избегаат од површината на изворот на испарување, ретко се попречуваат од судирот на други молекули или атоми, и директно стигнуваат до површината на подлогата што треба да се премачка.Поради ниската температура на подлогата, честичките од филмската пареа се кондензираат на неа и формираат филм.
Со цел да се подобри адхезијата на молекулите на испарување и подлогата, подлогата може да се активира со соодветно загревање или чистење со јони.Вакуумската испарувачка обвивка поминува низ следните физички процеси од испарување на материјалот, транспортирање до таложење во филм.
(1) Користејќи различни начини за претворање на други форми на енергија во топлинска енергија, филмскиот материјал се загрева за да испари или сублимира во гасовити честички (атоми, молекули или атомски кластери) со одредена количина на енергија (0,1 до 0,3 eV).
(2) Гасовитите честички ја напуштаат површината на филмот и се транспортираат до површината на подлогата со одредена брзина на движење, во суштина без судир, во права линија.
(3) Гасовитите честички кои стигнуваат до површината на подлогата се спојуваат и јадро, а потоа прераснуваат во цврста фаза на филм.
(4) Реорганизација или хемиско поврзување на атомите што го сочинуваат филмот.
2, Греење со испарување
(1) Отпорно греење испарување
Отпорното затоплување испарување е наједноставниот и најчесто користен метод за загревање, општо применлив за обложување материјали со точка на топење под 1500℃, метали со висока температура на топење во форма на жица или лим (W, Mo, Ti, Ta, бор нитрид итн.) обично се прави во соодветен облик на извор на испарување, натоварен со материјали за испарување, преку топлината на електрична струја од џул за да се стопи, испарува или сублимира материјалот за обложување, обликот на изворот на испарување главно вклучува спирала со повеќе жици, синусен бран во форма на буквата У. , тенка плоча, чамец, корпа од конус, итн. Во исто време, методот бара изворниот материјал на испарување да има висока точка на топење, низок притисок на заситеноста на пареата, стабилни хемиски својства, да нема хемиска реакција со материјалот за обложување на висока температура, добра отпорност на топлина, мала промена во густината на моќноста, итн. Прифаќа висока струја низ изворот на испарување за да се загрее и испари филмскиот материјал со директно загревање, или да го стави филмскиот материјал во садот направен од графит и одредени отпорни на високи температури метални оксиди (како A202, B0) и други материјали за индиректно загревање да испарат.
Отпорно греење испарувачки слој има ограничувања: огноотпорни метали имаат низок притисок на пареа, што е тешко да се направи тенок филм;некои елементи лесно се формираат легура со грејната жица;не е лесно да се добие униформа состав на легираниот филм.Поради едноставната структура, ниската цена и лесното функционирање на методот на испарување со отпорно греење, тоа е многу честа примена на методот на испарување.
(2) Испарување на загревање со електронски сноп
Испарувањето на електронскиот сноп е метод на испарување на материјалот за обложување со бомбардирање со електронски сноп со висока енергетска густина со негово ставање во водено ладење бакарна садница.Изворот на испарување се состои од извор на емисија на електрони, извор на енергија за забрзување на електрони, сад (обично бакарен сад), калем на магнетно поле и сет за вода за ладење итн. Во овој уред, загреаниот материјал се става во вода - се изладил садот, а електронскиот зрак бомбардира само многу мал дел од материјалот, додека поголемиот дел од преостанатиот материјал останува на многу ниска температура под ефектот на ладење на садот, што може да се смета како бомбардиран дел од садот.Така, методот на загревање со електронски сноп за испарување може да избегне контаминација помеѓу материјалот за обложување и материјалот од изворот на испарување.
Структурата на изворот на испарување на електронскиот сноп може да се подели на три вида: директни пиштоли (Boules пиштоли), прстенести пиштоли (електрично дефлектирани) и е-пиштоли (магнетно дефлектирани).Еден или повеќе садници може да се стават во постројка за испарување, која може да испари и да депонира многу различни супстанции истовремено или одделно.
Изворите на испарување на електронскиот сноп ги имаат следните предности.
① Густината на високиот зрак на изворот на испарување со бомбардирање со електронски сноп може да добие многу поголема густина на енергија од изворот на греење отпор, кој може да испари материјали со висока точка на топење, како што се W, Mo, Al2O3 итн.
② Материјалот за обложување се става во водено ладен бакар сад, што може да го избегне испарувањето на изворот на испарување материјал и реакцијата меѓу нив.
③Топлината може да се додаде директно на површината на материјалот за обложување, што ја прави термичката ефикасност висока и загубата на топлинска спроводливост и ниско зрачење.
Недостатокот на методот на испарување со загревање со електронски сноп е тоа што примарните електрони од електронскиот пиштол и секундарните електрони од површината на материјалот за обложување ќе ги јонизираат атомите што испаруваат и молекулите на преостанатиот гас, што понекогаш ќе влијае на квалитетот на филмот.
(3) Испарување на високофреквентно индукционо греење
Испарувањето на високофреквентно индукциско загревање е да се постави садот со материјал за обложување во центарот на високофреквентниот спирален калем, така што материјалот за обложување генерира силна вртложна струја и ефект на хистереза под индукција на високофреквентно електромагнетно поле, што предизвикува филм слој да се загрее додека не испари и испари.Изворот на испарување генерално се состои од високофреквентна намотка што се лади со вода и графитна или керамичка (магнезиум оксид, алуминиум оксид, бор оксид итн.) сад.Напојувањето со висока фреквенција користи фреквенција од десет илјади до неколку стотици илјади Hz, влезната моќност е неколку до неколку стотици киловати, колку е помал волуменот на мембранскиот материјал, толку е поголема индукциската фреквенција.Фреквенцијата на индукцискиот калем обично е направена од бакарна цевка што се лади со вода.
Недостаток на методот на испарување на индукционото греење со висока фреквенција е тоа што не е лесно да се прилагоди фино влезната моќност, ги има следните предности.
① Висока стапка на испарување
②Температурата на изворот на испарување е униформа и стабилна, така што не е лесно да се произведе феноменот на капки од премачкување, а исто така може да се избегне феноменот на дупки на депонираниот филм.
③Изворот на испарување се вчитува еднаш, а температурата е релативно лесна и едноставна за контрола.
Време на објавување: Октомври-28-2022 година