પીવીડી કોટિંગ્સ: થર્મલ બાષ્પીભવન અને સ્પુટરિંગ

પાતળા પડદા અને સપાટીના આવરણ બનાવવા માટે PVD (ભૌતિક વરાળ નિક્ષેપન) કોટિંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સામાન્ય પદ્ધતિઓમાં, થર્મલ બાષ્પીભવન અને સ્પુટરિંગ બે મહત્વપૂર્ણ PVD પ્રક્રિયાઓ છે. અહીં દરેકનું વિભાજન છે:

1. થર્મલ બાષ્પીભવન

• સિદ્ધાંત:સામગ્રીને વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તે બાષ્પીભવન ન થાય અથવા સબલિમેટ ન થાય. બાષ્પીભવન થયેલ સામગ્રી પછી સબસ્ટ્રેટ પર ઘનીકરણ કરીને પાતળી ફિલ્મ બનાવે છે.
• પ્રક્રિયા:
• સ્ત્રોત સામગ્રી (ધાતુ, સિરામિક, વગેરે) ગરમ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે પ્રતિકારક ગરમી, ઇલેક્ટ્રોન બીમ અથવા લેસરનો ઉપયોગ કરીને.
• એકવાર પદાર્થ તેના બાષ્પીભવન બિંદુ પર પહોંચી જાય, પછી અણુઓ અથવા પરમાણુઓ સ્ત્રોત છોડી દે છે અને શૂન્યાવકાશમાંથી સબસ્ટ્રેટમાં જાય છે.
• બાષ્પીભવન થયેલા અણુઓ સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર ઘટ્ટ થાય છે, જે પાતળા સ્તર બનાવે છે.
• અરજીઓ:
• સામાન્ય રીતે ધાતુઓ, સેમિકન્ડક્ટર અને ઇન્સ્યુલેટર જમા કરવા માટે વપરાય છે.
• એપ્લિકેશન્સમાં ઓપ્ટિકલ કોટિંગ્સ, સુશોભન ફિનિશ અને માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સનો સમાવેશ થાય છે.
• ફાયદા:
• ઉચ્ચ ડિપોઝિશન દર.
• ચોક્કસ સામગ્રી માટે સરળ અને ખર્ચ-અસરકારક.
• ખૂબ જ શુદ્ધ ફિલ્મો બનાવી શકે છે.
• ગેરફાયદા:
• ઓછા ગલનબિંદુ અથવા ઉચ્ચ બાષ્પ દબાણ ધરાવતી સામગ્રી સુધી મર્યાદિત.
• જટિલ સપાટીઓ પર નબળું સ્ટેપ કવરેજ.
• એલોય માટે ફિલ્મ રચના પર ઓછું નિયંત્રણ.

2. થૂંકવું

• સિદ્ધાંત: પ્લાઝ્મામાંથી આયનોને લક્ષ્ય પદાર્થ તરફ ઝડપી બનાવવામાં આવે છે, જેના કારણે અણુઓ લક્ષ્યમાંથી બહાર નીકળી જાય છે (છૂટી જાય છે), જે પછી સબસ્ટ્રેટ પર જમા થાય છે.
• પ્રક્રિયા:
• ચેમ્બરમાં એક લક્ષ્ય સામગ્રી (ધાતુ, મિશ્રધાતુ, વગેરે) મૂકવામાં આવે છે, અને ગેસ (સામાન્ય રીતે આર્ગોન) દાખલ કરવામાં આવે છે.
• પ્લાઝ્મા બનાવવા માટે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ગેસને આયનીકરણ કરે છે.
• પ્લાઝ્મામાંથી સકારાત્મક ચાર્જ થયેલા આયનો નકારાત્મક ચાર્જવાળા લક્ષ્ય તરફ ઝડપી બને છે, જે સપાટી પરથી પરમાણુઓને ભૌતિક રીતે દૂર કરે છે.
• આ પરમાણુઓ પછી સબસ્ટ્રેટ પર જમા થાય છે, જે પાતળી ફિલ્મ બનાવે છે.
• અરજીઓ:
• સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન, કોટિંગ ગ્લાસ અને વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક કોટિંગ બનાવવામાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
• એલોય, સિરામિક અથવા જટિલ પાતળી ફિલ્મો બનાવવા માટે આદર્શ.
• ફાયદા:
• ધાતુઓ, મિશ્રધાતુઓ અને ઓક્સાઇડ સહિત વિવિધ પ્રકારની સામગ્રી જમા કરી શકે છે.
• જટિલ આકારો પર પણ ઉત્તમ ફિલ્મ એકરૂપતા અને સ્ટેપ કવરેજ.
• ફિલ્મની જાડાઈ અને રચના પર ચોક્કસ નિયંત્રણ.
• ગેરફાયદા:
• થર્મલ બાષ્પીભવનની તુલનામાં ધીમા ડિપોઝિશન દર.
• સાધનોની જટિલતા અને વધુ ઊર્જાની જરૂરિયાતને કારણે વધુ ખર્ચાળ.

મુખ્ય તફાવતો:

• જમા કરાવવાનો સ્ત્રોત:
• થર્મલ બાષ્પીભવન સામગ્રીને બાષ્પીભવન કરવા માટે ગરમીનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે સ્પુટરિંગ અણુઓને ભૌતિક રીતે દૂર કરવા માટે આયન બોમ્બાર્ડમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.
• જરૂરી ઊર્જા:
• થર્મલ બાષ્પીભવનને સામાન્ય રીતે સ્પટરિંગ કરતાં ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે કારણ કે તે પ્લાઝ્મા ઉત્પાદનને બદલે ગરમી પર આધાર રાખે છે.
• સામગ્રી:
• સ્પટરિંગનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારની સામગ્રીને જમા કરવા માટે થઈ શકે છે, જેમાં ઉચ્ચ ગલનબિંદુ ધરાવતા પદાર્થોનો પણ સમાવેશ થાય છે, જેનું બાષ્પીભવન કરવું મુશ્કેલ છે.
• ફિલ્મ ગુણવત્તા:
• સ્પટરિંગ સામાન્ય રીતે ફિલ્મની જાડાઈ, એકરૂપતા અને રચના પર વધુ સારું નિયંત્રણ પૂરું પાડે છે.