Het belangrijkste kenmerk van de vacuümverdampingsmethode voor het afzetten van films is de hoge afzettingssnelheid.Het belangrijkste kenmerk van de sputtermethode is het brede scala aan beschikbare filmmaterialen en de goede uniformiteit van de filmlaag, maar de afzettingssnelheid is laag.Ioncoating is een methode die deze twee processen combineert.
Principe van ionencoating en omstandigheden voor filmvorming
Het werkingsprincipe van ionencoating wordt getoond in de Pic.De vacuümkamer wordt gepompt tot een druk van minder dan 10-4 Pa en vervolgens gevuld met inert gas (bijv. Argon) tot een druk van 0,1~1 Pa. Nadat een negatieve gelijkspanning van maximaal 5 kV op het substraat is aangebracht, wordt een tussen het substraat en de smeltkroes wordt een lagedrukgasgloeiontladingsplasmazone tot stand gebracht.De inerte gasionen worden versneld door het elektrische veld en bombarderen het oppervlak van het substraat, waardoor het oppervlak van het werkstuk wordt gereinigd.Nadat dit reinigingsproces is voltooid, begint het coatingproces met de verdamping van het te coaten materiaal in de smeltkroes.De verdampte dampdeeltjes komen de plasmazone binnen en botsen met de gedissocieerde inerte positieve ionen en elektronen, en sommige dampdeeltjes worden gedissocieerd en bombarderen het werkstuk en het coatingoppervlak onder de versnelling van het elektrische veld.Bij het ionenplateringsproces is er niet alleen afzetting maar ook sputteren van positieve ionen op het substraat, dus de dunne film kan alleen worden gevormd wanneer het afzettingseffect groter is dan het sputtereffect.
Het ionencoatingproces, waarbij het substraat altijd wordt gebombardeerd met hoogenergetische ionen, is zeer schoon en heeft een aantal voordelen ten opzichte van sputteren en verdampen.
(1) Sterke hechting, coatinglaag laat niet gemakkelijk los.
(a) In het ionencoatingproces wordt een groot aantal hoogenergetische deeltjes gegenereerd door de glimontlading gebruikt om een kathodisch sputtereffect op het oppervlak van het substraat te produceren, waarbij het gas en de olie die op het oppervlak van het substraat zijn geadsorbeerd, worden gesputterd en gereinigd substraat om het substraatoppervlak te zuiveren totdat het hele coatingproces is voltooid.
(b) In het vroege stadium van coating bestaan sputteren en depositie naast elkaar, wat een overgangslaag van componenten kan vormen op het grensvlak van de filmbasis of een mengsel van het filmmateriaal en het basismateriaal, genaamd "pseudo-diffusielaag", wat de adhesieprestaties van de film effectief kan verbeteren.
(2) Goede omhullende eigenschappen.Een reden is dat de atomen van het coatingmateriaal onder hoge druk worden geïoniseerd en tijdens het bereiken van het substraat verschillende keren met gasmoleculen in botsing komen, zodat de ionen van het coatingmateriaal over het substraat kunnen worden verstrooid.Bovendien worden de atomen van het geïoniseerde coatingmateriaal afgezet op het oppervlak van het substraat onder invloed van een elektrisch veld, zodat het hele substraat wordt afgezet met een dunne film, maar verdampingscoating kan dit effect niet bereiken.
(3) De hoge kwaliteit van de coating is te danken aan het sputteren van condensaten veroorzaakt door het constante bombardement van de afgezette film met positieve ionen, wat de dichtheid van de coatinglaag verbetert.
(4) Een brede selectie van coatingmaterialen en substraten kan worden gecoat op metalen of niet-metalen materialen.
(5) Vergeleken met chemische dampafzetting (CVD) heeft het een lagere substraattemperatuur, typisch onder 500°C, maar de hechtingskracht is volledig vergelijkbaar met die van chemische dampafzettingsfilms.
(6) Hoge afzettingssnelheid, snelle filmvorming en coatingdikte van films van tientallen nanometers tot microns.
De nadelen van ionencoating zijn: de dikte van de film kan niet nauwkeurig worden geregeld;de concentratie van defecten is hoog wanneer fijne coating vereist is;en gassen zullen het oppervlak binnendringen tijdens het coaten, wat de oppervlakte-eigenschappen zal veranderen.In sommige gevallen worden ook holtes en kernen (minder dan 1 nm) gevormd.
Wat de afzettingssnelheid betreft, is ionencoating vergelijkbaar met de verdampingsmethode.Wat de filmkwaliteit betreft, zijn de films geproduceerd door ioncoating bijna of beter dan die geproduceerd door sputteren.
Posttijd: 08-nov-2022