આયન કોટિંગ ટેકનોલોજી

ફિલ્મો જમા કરવા માટે વેક્યુમ બાષ્પીભવન પદ્ધતિની મુખ્ય વિશેષતા ઉચ્ચ ડિપોઝિશન દર છે. સ્પટરિંગ પદ્ધતિની મુખ્ય વિશેષતા ઉપલબ્ધ ફિલ્મ સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણી અને ફિલ્મ સ્તરની સારી એકરૂપતા છે, પરંતુ ડિપોઝિશન દર ઓછો છે. આયન કોટિંગ એક એવી પદ્ધતિ છે જે આ બે પ્રક્રિયાઓને જોડે છે.

આયન કોટિંગ સિદ્ધાંત અને ફિલ્મ નિર્માણની સ્થિતિઓ
આયન કોટિંગનો કાર્ય સિદ્ધાંત ચિત્રમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. વેક્યૂમ ચેમ્બરને 10-4 Pa થી નીચેના દબાણ પર પમ્પ કરવામાં આવે છે, અને પછી નિષ્ક્રિય ગેસ (દા.ત. આર્ગોન) થી 0.1~1 Pa ના દબાણ પર ભરવામાં આવે છે. સબસ્ટ્રેટ પર 5 kV સુધીનો નકારાત્મક DC વોલ્ટેજ લાગુ કર્યા પછી, સબસ્ટ્રેટ અને ક્રુસિબલ વચ્ચે નીચા દબાણવાળા ગેસ ગ્લો ડિસ્ચાર્જ પ્લાઝ્મા ઝોન સ્થાપિત થાય છે. નિષ્ક્રિય ગેસ આયનો ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા ઝડપી બને છે અને સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર બોમ્બમારો કરે છે, આમ વર્કપીસની સપાટીને સાફ કરે છે. આ સફાઈ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, કોટિંગ પ્રક્રિયા ક્રુસિબલમાં કોટેડ કરવા માટેની સામગ્રીના બાષ્પીભવન સાથે શરૂ થાય છે. બાષ્પીભવન કરાયેલ વરાળ કણો પ્લાઝ્મા ઝોનમાં પ્રવેશ કરે છે અને વિચ્છેદિત નિષ્ક્રિય ધન આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન સાથે અથડાય છે, અને કેટલાક વરાળ કણો વિચ્છેદિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રવેગ હેઠળ વર્કપીસ અને કોટિંગ સપાટી પર બોમ્બમારો કરે છે. આયન પ્લેટિંગ પ્રક્રિયામાં, સબસ્ટ્રેટ પર માત્ર ડિપોઝિશન જ નહીં પણ પોઝિટિવ આયનોનું સ્પટરિંગ પણ થાય છે, તેથી પાતળી ફિલ્મ ત્યારે જ બની શકે છે જ્યારે ડિપોઝિશન અસર સ્પટરિંગ અસર કરતા વધારે હોય.

આયન કોટિંગ પ્રક્રિયા, જેમાં સબસ્ટ્રેટ પર હંમેશા ઉચ્ચ-ઊર્જા આયનોનો બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, તે ખૂબ જ સ્વચ્છ છે અને સ્પટરિંગ અને બાષ્પીભવન કોટિંગની તુલનામાં તેના ઘણા ફાયદા છે.

(૧) મજબૂત સંલગ્નતા, કોટિંગ સ્તર સરળતાથી છાલતું નથી.
(a) આયન કોટિંગ પ્રક્રિયામાં, ગ્લો ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ-ઊર્જા કણોનો ઉપયોગ સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર કેથોડિક સ્પટરિંગ અસર ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે, જે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર શોષાયેલા ગેસ અને તેલને સ્પટરિંગ અને સાફ કરે છે જેથી સબસ્ટ્રેટની સપાટીને શુદ્ધ કરી શકાય જ્યાં સુધી સમગ્ર કોટિંગ પ્રક્રિયા પૂર્ણ ન થાય.
(b) કોટિંગના પ્રારંભિક તબક્કામાં, સ્પટરિંગ અને ડિપોઝિશન સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે, જે ફિલ્મ બેઝના ઇન્ટરફેસ પર ઘટકોનો સંક્રમણ સ્તર અથવા ફિલ્મ સામગ્રી અને બેઝ સામગ્રીનું મિશ્રણ બનાવી શકે છે, જેને "સ્યુડો-ડિફ્યુઝન લેયર" કહેવાય છે, જે ફિલ્મના સંલગ્નતા પ્રદર્શનને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે.
(2) સારા રેપ-અરાઉન્ડ ગુણધર્મો. એક કારણ એ છે કે કોટિંગ મટીરીયલના અણુઓ ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ આયનાઇઝ્ડ થાય છે અને સબસ્ટ્રેટ સુધી પહોંચવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઘણી વખત ગેસના અણુઓ સાથે અથડાય છે, જેથી કોટિંગ મટીરીયલના આયનો સબસ્ટ્રેટની આસપાસ વિખેરાઈ શકે. વધુમાં, આયનાઇઝ્ડ કોટિંગ મટીરીયલના અણુઓ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયા હેઠળ સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર જમા થાય છે, તેથી સમગ્ર સબસ્ટ્રેટ પાતળા ફિલ્મ સાથે જમા થાય છે, પરંતુ બાષ્પીભવન કોટિંગ આ અસર પ્રાપ્ત કરી શકતું નથી.
(૩) કોટિંગની ઉચ્ચ ગુણવત્તા જમા થયેલી ફિલ્મ પર પોઝિટિવ આયનોના સતત બોમ્બમારાથી થતા કન્ડેન્સેટના સ્પટરિંગને કારણે છે, જે કોટિંગ સ્તરની ઘનતામાં સુધારો કરે છે.
(૪) ધાતુ અથવા બિન-ધાતુ સામગ્રી પર વિવિધ પ્રકારના કોટિંગ સામગ્રી અને સબસ્ટ્રેટ કોટ કરી શકાય છે.
(5) રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપન (CVD) ની તુલનામાં, તેનું સબસ્ટ્રેટ તાપમાન ઓછું હોય છે, સામાન્ય રીતે 500°C ની નીચે, પરંતુ તેની સંલગ્નતા શક્તિ રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપન ફિલ્મો સાથે સંપૂર્ણપણે તુલનાત્મક છે.
(6) ઉચ્ચ ડિપોઝિશન રેટ, ઝડપી ફિલ્મ રચના, અને દસ નેનોમીટરથી માઇક્રોન સુધીની ફિલ્મોની જાડાઈ કોટિંગ કરી શકે છે.

આયન કોટિંગના ગેરફાયદા છે: ફિલ્મની જાડાઈને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરી શકાતી નથી; જ્યારે બારીક કોટિંગની જરૂર હોય ત્યારે ખામીઓની સાંદ્રતા વધારે હોય છે; અને કોટિંગ દરમિયાન વાયુઓ સપાટીમાં પ્રવેશ કરશે, જે સપાટીના ગુણધર્મોને બદલશે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પોલાણ અને ન્યુક્લી (1 nm કરતા ઓછા) પણ રચાય છે.

ડિપોઝિશન રેટની વાત કરીએ તો, આયન કોટિંગ બાષ્પીભવન પદ્ધતિ સાથે તુલનાત્મક છે. ફિલ્મ ગુણવત્તાની વાત કરીએ તો, આયન કોટિંગ દ્વારા ઉત્પાદિત ફિલ્મો સ્પટરિંગ દ્વારા તૈયાર કરાયેલ ફિલ્મોની નજીક અથવા તેના કરતા સારી હોય છે.