Film biriktirmek için vakumlu buharlaştırma yönteminin ana özelliği, yüksek biriktirme hızıdır.Püskürtme yönteminin ana özelliği, çok çeşitli mevcut film malzemeleri ve film tabakasının iyi bir tekdüzeliğidir, ancak biriktirme hızı düşüktür.İyon kaplama, bu iki işlemi birleştiren bir yöntemdir.
İyon kaplama prensibi ve film oluşum koşulları
İyon kaplamanın çalışma prensibi resimde gösterilmiştir.Vakum odası, 10-4 Pa'nın altındaki bir basınca pompalanır ve ardından 0.1~1 Pa'lık bir basınca kadar inert gazla (örn. argon) doldurulur. Alt tabakaya 5 kV'a kadar bir negatif DC voltajı uygulandıktan sonra, bir Alt tabaka ile pota arasında düşük basınçlı gaz parlamalı deşarj plazma bölgesi oluşturulur.İnert gaz iyonları elektrik alanı tarafından hızlandırılır ve alt tabakanın yüzeyini bombardıman ederek iş parçasının yüzeyini temizler.Bu temizleme işlemi tamamlandıktan sonra kaplanacak malzemenin kroze içerisinde buharlaşması ile kaplama işlemi başlar.Buharlaşan buhar parçacıkları plazma bölgesine girer ve ayrışmış inert pozitif iyonlar ve elektronlarla çarpışır ve buhar parçacıklarının bir kısmı ayrışır ve elektrik alanının ivmesi altında iş parçasını ve kaplama yüzeyini bombardıman eder.İyon kaplama işleminde, alt tabaka üzerinde sadece biriktirme değil, aynı zamanda pozitif iyonların püskürtülmesi de vardır, bu nedenle ince film yalnızca biriktirme etkisi püskürtme etkisinden daha büyük olduğunda oluşturulabilir.
Alt tabakanın her zaman yüksek enerjili iyonlarla bombardımana tutulduğu iyon kaplama işlemi çok temizdir ve püskürtme ve buharlaştırma kaplamaya kıyasla bir takım avantajlara sahiptir.
(1)Güçlü yapışma, kaplama tabakası kolayca soyulmaz.
(a) İyon kaplama işleminde, akkor deşarj tarafından üretilen çok sayıda yüksek enerjili parçacık, alt tabakanın yüzeyinde katodik bir püskürtme etkisi oluşturmak için kullanılır, yüzeyde adsorbe edilen gaz ve yağı püskürterek ve temizler. Tüm kaplama işlemi tamamlanana kadar alt tabaka yüzeyini saflaştırmak için alt tabaka.
(b) Kaplamanın erken aşamasında, püskürtme ve biriktirme bir arada bulunur; bu, film tabanının arayüzünde bileşenlerden oluşan bir geçiş tabakası veya "sözde difüzyon tabakası" olarak adlandırılan film malzemesi ile temel malzeme karışımını oluşturabilir, Bu, filmin yapışma performansını etkili bir şekilde artırabilir.
(2) İyi sarma özellikleri.Bunun bir nedeni, kaplama malzemesi atomlarının yüksek basınç altında iyonlaşması ve alt tabakaya ulaşma sürecinde gaz molekülleri ile birkaç kez çarpışmasıdır, böylece kaplama malzemesi iyonları, alt tabaka etrafına saçılabilir.Ek olarak, iyonize kaplama malzemesi atomları, elektrik alanının etkisi altında alt tabakanın yüzeyinde biriktirilir, bu nedenle tüm alt tabaka ince bir film ile biriktirilir, ancak buharlaşma kaplaması bu etkiyi sağlayamaz.
(3) Kaplamanın yüksek kalitesi, kaplama tabakasının yoğunluğunu artıran pozitif iyonlarla biriken filmin sürekli bombardımanının neden olduğu kondensatların püskürtülmesinden kaynaklanmaktadır.
(4) Metalik veya metalik olmayan malzemeler üzerine çok çeşitli kaplama malzemeleri ve alt tabakalar kaplanabilir.
(5)Kimyasal buhar biriktirme (CVD) ile karşılaştırıldığında, tipik olarak 500°C'nin altında olmak üzere daha düşük alt tabaka sıcaklığına sahiptir, ancak yapışma gücü kimyasal buhar biriktirme filmleriyle tamamen karşılaştırılabilir.
(6) Yüksek biriktirme hızı, hızlı film oluşumu ve filmlerin kaplama kalınlığı onlarca nanometreden mikrona kadar olabilir.
İyon kaplamanın dezavantajları şunlardır: filmin kalınlığı tam olarak kontrol edilemez;ince kaplama gerektiğinde kusurların konsantrasyonu yüksektir;ve kaplama sırasında yüzeye gazlar girecek ve bu da yüzey özelliklerini değiştirecektir.Bazı durumlarda boşluklar ve çekirdekler (1 nm'den küçük) de oluşur.
Biriktirme hızına gelince, iyon kaplama buharlaştırma yöntemiyle karşılaştırılabilir.Film kalitesine gelince, iyon kaplama ile üretilen filmler, püskürtme ile hazırlanan filmlere yakın veya onlardan daha iyidir.
Gönderim zamanı: Kasım-08-2022