Els recobriments PVD (deposició física de vapor) són tècniques àmpliament utilitzades per crear pel·lícules primes i recobriments superficials. Entre els mètodes habituals, l'evaporació tèrmica i la pulverització catòdica són dos processos PVD importants. A continuació, es mostra un desglossament de cadascun:
1. Evaporació tèrmica
- Principi:El material s'escalfa en una cambra de buit fins que s'evapora o se sublima. El material vaporitzat es condensa sobre un substrat per formar una pel·lícula fina.
- Procés:
- Un material font (metall, ceràmica, etc.) s'escalfa, normalment mitjançant un escalfament resistiu, un feix d'electrons o un làser.
- Un cop el material arriba al seu punt d'evaporació, els àtoms o molècules abandonen la font i viatgen a través del buit fins al substrat.
- Els àtoms evaporats es condensen a la superfície del substrat, formant una capa fina.
- Aplicacions:
- S'utilitza habitualment per dipositar metalls, semiconductors i aïllants.
- Les aplicacions inclouen recobriments òptics, acabats decoratius i microelectrònica.
- Avantatges:
- Taxes de deposició elevades.
- Simple i econòmic per a certs materials.
- Pot produir pel·lícules d'alta puresa.
- Desavantatges:
- Limitat a materials amb punts de fusió baixos o pressions de vapor elevades.
- Mala cobertura de graons sobre superfícies complexes.
- Menys control sobre la composició de la pel·lícula per als aliatges.
2. Pulverització catòdica
- Principi: Els ions d'un plasma s'acceleren cap a un material objectiu, fent que els àtoms siguin expulsats (polvoritzats) de l'objectiu, que després es dipositen sobre el substrat.
- Procés:
- Es col·loca un material objectiu (metall, aliatge, etc.) a la cambra i s'introdueix un gas (normalment argó).
- S'aplica un alt voltatge per crear un plasma, que ionitza el gas.
- Els ions carregats positivament del plasma s'acceleren cap a l'objectiu carregat negativament, desplaçant físicament els àtoms de la superfície.
- Aquests àtoms es dipositen sobre el substrat, formant una pel·lícula fina.
- Aplicacions:
- Àmpliament utilitzat en la fabricació de semiconductors, recobriment de vidre i creació de recobriments resistents al desgast.
- Ideal per crear aliatges, ceràmica o pel·lícules primes complexes.
- Avantatges:
- Pot dipositar una àmplia gamma de materials, incloent metalls, aliatges i òxids.
- Excel·lent uniformitat de la pel·lícula i cobertura de graons, fins i tot en formes complexes.
- Control precís del gruix i la composició de la pel·lícula.
- Desavantatges:
- Taxes de deposició més lentes en comparació amb l'evaporació tèrmica.
- Més car a causa de la complexitat de l'equipament i la necessitat d'energia més elevada.
Diferències clau:
- Font de la deposició:
- L'evaporació tèrmica utilitza calor per evaporar el material, mentre que la pulverització catòdica utilitza el bombardeig iònic per desallotjar físicament els àtoms.
- Energia necessària:
- L'evaporació tèrmica normalment requereix menys energia que la polvorització, ja que depèn de l'escalfament en lloc de la generació de plasma.
- Materials:
- La pulverització catòdica es pot utilitzar per dipositar una gamma més àmplia de materials, inclosos aquells amb punts de fusió elevats, que són difícils d'evaporar.
- Qualitat de la pel·lícula:
- La pulverització catòdica generalment proporciona un millor control sobre el gruix, la uniformitat i la composició de la pel·lícula.
Data de publicació: 27 de setembre de 2024