Hlavním rysem metody vakuového napařování pro nanášení filmů je vysoká rychlost nanášení.Hlavním rysem metody naprašování je široká škála dostupných filmových materiálů a dobrá rovnoměrnost filmové vrstvy, ale rychlost nanášení je nízká.Iontové potahování je metoda, která kombinuje tyto dva procesy.
Princip iontového povlaku a podmínky tvorby filmu
Princip fungování iontového povlaku je znázorněn na Obr.Vakuová komora se napumpuje na tlak pod 10-4 Pa a poté se naplní inertním plynem (např. argonem) na tlak 0,1~1 Pa. Po přivedení záporného stejnosměrného napětí do 5 kV na substrát se Mezi substrátem a kelímkem je vytvořena zóna nízkotlakého plynového doutnavého výboje.Ionty inertního plynu jsou urychlovány elektrickým polem a bombardují povrch substrátu, čímž čistí povrch obrobku.Po dokončení tohoto čisticího procesu začíná proces potahování odpařováním materiálu, který má být potažen, v kelímku.Částice odpařené páry vstupují do plazmové zóny a srážejí se s disociovanými inertními kladnými ionty a elektrony a některé částice páry se disociují a bombardují obrobek a povrch povlaku pod zrychlením elektrického pole.Při procesu iontového pokovování dochází nejen k depozici, ale také k naprašování kladných iontů na substrát, takže tenký film může vzniknout pouze tehdy, když je depoziční účinek větší než účinek naprašování.
Proces iontového potahování, při kterém je substrát vždy bombardován vysokoenergetickými ionty, je velmi čistý a má řadu výhod ve srovnání s naprašováním a odpařováním.
(1) Silná přilnavost, vrstva povlaku se snadno neodlupuje.
(a) V procesu iontového potahování se velké množství vysokoenergetických částic generovaných doutnavým výbojem používá k vytvoření katodového rozprašovacího efektu na povrchu substrátu, rozprašování a čištění plynu a oleje adsorbovaného na povrchu substrátu. substrát pro čištění povrchu substrátu, dokud není dokončen celý proces nanášení.
b)V rané fázi potahování koexistují naprašování a nanášení, které mohou tvořit přechodovou vrstvu složek na rozhraní filmového podkladu nebo směs filmového materiálu a základního materiálu, nazývanou „pseudodifúzní vrstva“, které mohou účinně zlepšit adhezní výkon filmu.
(2) Dobré obalové vlastnosti.Jedním z důvodů je, že atomy nátěrového materiálu jsou ionizovány pod vysokým tlakem a během procesu dosahování substrátu se několikrát srazí s molekulami plynu, takže ionty nátěrového materiálu mohou být rozptýleny kolem substrátu.Atomy ionizovaného povlakového materiálu se navíc působením elektrického pole ukládají na povrch substrátu, takže celý substrát je deponován s tenkým filmem, ale odpařovací povlak nemůže tohoto efektu dosáhnout.
(3) Vysoká kvalita povlaku je způsobena rozprašováním kondenzátů způsobeným neustálým bombardováním naneseného filmu kladnými ionty, což zlepšuje hustotu povlakové vrstvy.
(4) Na kovové nebo nekovové materiály lze nanést široký výběr nátěrových materiálů a substrátů.
(5)Ve srovnání s chemickou depozicí z plynné fáze (CVD) má nižší teplotu substrátu, obvykle pod 500 °C, ale její adhezní síla je plně srovnatelná s fóliemi z chemické depozice z plynné fáze.
(6) Vysoká rychlost nanášení, rychlá tvorba filmu a tloušťka povlaku od desítek nanometrů do mikronů.
Nevýhody iontového povlaku jsou: tloušťku filmu nelze přesně kontrolovat;koncentrace defektů je vysoká, když je požadován jemný povlak;a plyny se během nanášení dostanou na povrch, což změní vlastnosti povrchu.V některých případech se také tvoří dutiny a jádra (méně než 1 nm).
Pokud jde o rychlost depozice, iontové potahování je srovnatelné s metodou odpařování.Pokud jde o kvalitu filmu, filmy vyrobené iontovým povlakem jsou blízké nebo lepší než filmy připravené naprašováním.
Čas odeslání: List-08-2022