Главна карактеристика методе вакуумског испаравања за депоновање филмова је висока стопа таложења.Главна карактеристика методе распршивања је широк спектар доступних филмских материјала и добра униформност слоја филма, али је стопа таложења ниска.Јонски премаз је метода која комбинује ова два процеса.
Принцип јонске превлаке и услови формирања филма
Принцип рада јонске превлаке је приказан на сл.Вакумска комора се пумпа до притиска испод 10-4 Па, а затим се пуни инертним гасом (нпр. аргоном) до притиска од 0,1~1 Па. Након што се на подлогу примени негативан једносмерни напон до 5 кВ, а Између подлоге и лончића се успоставља зона плазме усијаног гасног пражњења.Јони инертног гаса се убрзавају електричним пољем и бомбардују површину подлоге, чиме се чисте површина радног предмета.Након што је овај процес чишћења завршен, процес облагања почиње испаравањем материјала који се облаже у лончићу.Испарене честице паре улазе у зону плазме и сударају се са дисоцираним инертним позитивним јонима и електронима, а неке од честица паре се дисоцирају и бомбардују радни предмет и површину премаза под убрзањем електричног поља.У процесу јонске плоче, не постоји само таложење већ и распршивање позитивних јона на подлогу, тако да се танки филм може формирати само када је ефекат таложења већи од ефекта распршивања.
Процес јонског премаза, у коме је подлога увек бомбардована јонима високе енергије, веома је чист и има низ предности у поређењу са премазом распршивањем и испаравањем.
(1) Јака адхезија, слој премаза се не љушти лако.
(а) У процесу јонске превлаке, велики број високоенергетских честица генерисаних усијаним пражњењем се користи за стварање ефекта катодног распршивања на површини подлоге, распршивања и чишћења гаса и уља адсорбованих на површини супстрата. супстрат за пречишћавање површине подлоге док се цео процес премазивања не заврши.
(б) У раној фази облагања, распршивање и таложење коегзистирају, који могу формирати прелазни слој компоненти на интерфејсу основе филма или мешавину филмског материјала и основног материјала, који се назива „псеудо-дифузиони слој“, што може ефикасно побољшати перформансе адхезије филма.
(2) Добра својства омотавања.Један од разлога је тај што се атоми материјала за облагање јонизују под високим притиском и сударају се са молекулима гаса неколико пута током процеса достизања супстрата, тако да се јони материјала за облагање могу распршити око супстрата.Поред тога, атоми јонизованог материјала превлаке се таложе на површини супстрата под дејством електричног поља, тако да се цела подлога наноси танким филмом, али премаз испаравањем не може постићи овај ефекат.
(3) Висок квалитет премаза је последица прскања кондензата изазваног сталним бомбардовањем нанесеног филма позитивним јонима, чиме се побољшава густина слоја премаза.
(4) Широк избор материјала за премазивање и подлога може се премазати на металне или неметалне материјале.
(5) У поређењу са хемијским таложењем паре (ЦВД), има нижу температуру подлоге, типично испод 500°Ц, али је његова снага приањања у потпуности упоредива са филмовима за таложење хемијском паром.
(6) Висока стопа таложења, брзо формирање филма и дебљина премаза филмова од десетина нанометара до микрона.
Недостаци јонског премаза су: дебљина филма се не може прецизно контролисати;концентрација дефеката је висока када је потребно фино премазивање;а гасови ће ући у површину током наношења премаза, што ће променити својства површине.У неким случајевима се формирају и шупљине и језгра (мање од 1 нм).
Што се тиче брзине таложења, јонски премаз је упоредив са методом испаравања.Што се тиче квалитета филма, филмови произведени јонским премазивањем су слични или бољи од оних припремљених распршивањем.
Време поста: 08.11.2022