A cikin ajiyar tururi na zahiri (PVD), yawan fim yana ɗaya daga cikin mahimman alamun da ke tantance aikin injina, na gani, na lantarki, da juriya ga tsatsa na shafi. Don rufin da ya yi tauri, fina-finan ado, rufin gani, da fina-finan siriri masu aiki, tsarin microstructure mai yawa gabaɗaya yana da alaƙa da ingantaccen mannewa, tauri mai yawa, ƙarancin porosity, da ingantaccen juriya ga lalacewa da lalacewar muhalli.
Duk da haka, yawan fim ɗin ba a ƙayyade shi ta hanyar ƙara ƙarfin ajiya ko ƙimar ajiya kawai ba. A cikin zuciyarsa, yana da alaƙa da yawan kuzarin da ake bayarwa ga fim ɗin da ke girma, wanda ke jagorantar motsi na saman, yaduwar adatom, halayen nucleation, girman hatsi, da kuma ci gaban lahani yayin ajiya.
Saboda haka, fahimtar alaƙar da ke tsakanin shigar da makamashi, fashewar ion, zafin substrate, da kuma tsarin fim yana da mahimmanci don inganta hanyoyin PVD.
1. Menene Yawan Makamashi a cikin PVD?
A cikin PVD, kalmar yawan kuzari gabaɗaya tana bayyana adadin kuzarin da aka kai wa substrate ko fim ɗin girma a kowane yanki naúrar kuma a cikin wani lokaci na aiki. A cikin aikin injiniyan aiki, yana da alaƙa da sigogi kamar kuzarin ion, kwararar ion, son zuciya, yawan plasma, ƙarfin fitarwa, ƙimar ajiya, da zafin substrate.
Ga hanyoyin PVD masu ionized, musamman ma'ajiyar arc na cathodic da kuma ƙarfin magnetron mai ƙarfi, fim ɗin da ke girma ba wai kawai yana fuskantar nau'ikan ajiya mara tsaka tsaki ba, har ma da ions masu kuzari. Idan aka yi amfani da wani nau'in substrate mai dacewa, waɗannan ions ɗin suna hanzarta zuwa saman substrate, suna canja wurin makamashi zuwa fim ɗin da ke girma.
Wannan shigarwar makamashi yana shafar motsi na atoms da ions da aka ajiye a saman. Isasshen kuzari yana bawa adatoms damar shawo kan shingen yaɗuwa na gida, su yi ƙaura zuwa wurare masu kyau ga kuzari, da kuma cike gibin ƙananan ramuka a cikin fim ɗin da ke tasowa. Sakamakon haka, fim ɗin zai iya canzawa daga tsari mai ramuka zuwa tsari mai yawa, mai ƙanƙanta.
Saboda haka, yawan kuzari ya kamata a ɗauke shi a matsayin muhimmiyar gada tsakanin sigogin tsarin PVD da tsarin fim na ƙarshe.
2. Dalilin da yasa Shigar da Makamashi ke Tabbatar da Yawan Fim
A lokacin matakin farko na ɓoyewa, ƙwayoyin zarra ko ions da suka isa ga substrate ba sa samar da wani ƙaramin Layer nan take. Suna nucle a saman, suna ƙaura, kuma a hankali suna samar da tsibirai waɗanda daga ƙarshe suka haɗu suka zama fim mai ci gaba.
Idan nau'ikan da ke shigowa ba su da isasshen kuzarin motsi, to motsin saman su yana da iyaka. Suna iya kasancewa kusa da matsayinsu na farko na saukowa, wanda ke haifar da ba a cika samun yaduwar saman ba da kuma samuwar ƙananan ramuka. Yayin da ake ci gaba da adanawa, waɗannan ramukan na iya zama ginshiƙi mai ramuka kuma mai ramuka.
Wannan lamari yana da matuƙar muhimmanci musamman a cikin tsarin adanawa mai ƙarancin zafi ko tsarin da ke aiki ba tare da isasshen bombardment na ion ba.
Idan aka ƙara kuzarin da ake bayarwa ga fim ɗin da ke girma zuwa matakin da ya dace, yaduwar saman zai ƙara aiki. Nau'ikan da aka ajiye za su iya ƙaura a saman kuma su mamaye wurare masu ƙarancin kuzari, yayin da fashewar ion na iya haɓaka sake fasalin atomic, rage lahani, da rufewar void. Fim ɗin da aka samu gabaɗaya yana nuna yanayin jiki mai yawa da kuma haɗin gwiwa mai ƙarfi tsakanin fuskoki.
Daga mahangar tsarin microstructural, manufar ba wai kawai "ƙara kuzari ba ne," amma a kafa daidaitaccen rabon makamashi-zuwa-juyawa yayin haɓakar fim.
3. Matsayin Son Zuciya a Substrate
Daga cikin sigogin tsarin PVD da ake da su, ƙarfin lantarki na substrate bias yana ɗaya daga cikin hanyoyin kai tsaye don sarrafa kuzarin ion bombardment.
Yin amfani da mummunan ra'ayi ga substrate yana haifar da ƙarfin lantarki wanda ke hanzarta ions masu caji mai kyau zuwa saman substrate. Ƙara girman ra'ayi gabaɗaya yana ƙara kuzarin tasirin ion, wanda zai iya haɓaka kunnawar saman da yawan fim.
Misali, a cikin adana TiN, CrN, TiAlN, DLC, da sauran rufin aiki, yanayin nuna son kai mai dacewa zai iya inganta yawan fim, tauri, mannewa, da juriyar lalacewa.
Duk da haka, dangantakar da ke tsakanin ƙarfin lantarki na bias da ingancin fim ɗin ba ta da layi ɗaya. Idan ƙarfin fashewar ion ya wuce gona da iri, akwai wasu illoli da ba a so, waɗanda suka haɗa da amsawa, dasawa, tarin damuwa da ya rage, dumama substrate, samar da lahani, har ma da lalacewar substrate.
Bam ɗin ion mai yawa zai iya cire ƙwayoyin zarra da aka ajiye a baya daga saman fim ɗin, yana rage yawan ajiyar bayanai da kuma yiwuwar canza tsarin murfin.
Saboda haka, ya kamata a tantance mafi kyawun bambancin substrate bisa ga kayan substrate, tsarin shafi, nau'in ion, yawan plasma, ƙimar ajiya, da halayen fim ɗin da ake buƙata, maimakon kawai bin babban ƙarfin bias.
4. Dole ne a yi la'akari da kwararar ion da makamashin ion tare
Yawan sinadarin fim yana da iko fiye da makamashin ion kawai. Yawan sinadarin ion, ma'ana adadin ions da ke isa ga substrate a kowane yanki da lokaci, yana da mahimmanci.
Fitowar ion mai ƙarfi sosai na iya canza fim ɗin da ke girma sosai, amma idan fitowar ion ta yi ƙasa sosai, jimlar kuzarin da aka canja zuwa fim ɗin na iya zama bai isa ba. Akasin haka, fitowar ion mai ƙarfi sosai tare da ƙarin kuzari na iya haifar da mummunan fashewa da kuma rashin jin daɗi ko ɗaukar zafi.
Saboda wannan dalili, ci gaban tsarin PVD mai zurfi yana ƙara mai da hankali kan sarrafa alaƙar da ke tsakanin kuzarin ion da kwararar ion, maimakon ɗaukar son zuciya a matsayin siga da aka ware.
Wannan alaƙar tana da matuƙar muhimmanci a cikin hanyoyin adana ion kamar cathodic arc PVD da kuma magnetron sputtering mai ƙarfi (HiPIMS). Ta hanyar ƙara yawan ionization na nau'in adana, waɗannan fasahohin suna ba da ƙarin sassauci wajen sarrafa kuzarin da ake bayarwa ga fim ɗin da ke girma.
5. Yawan Makamashi da Juyin Halittar Tsarin Gine-gine
Ana iya fahimtar tasirin yawan kuzari ta hanyar juyin halittar ƙananan tsarin fim ɗin.
A ƙarƙashin yanayin ajiyar makamashi mai ƙarancin ƙarfi, ƙarancin motsi na saman ƙasa na iya haifar da girma mara kyau ko ginshiƙi, musamman lokacin da zafin substrate ɗin ya yi ƙasa kuma nau'in da aka ajiye ba shi da isasshen motsi.
Yayin da shigar da makamashi ke ƙaruwa a cikin taga mai dacewa, yaduwar saman yana ƙara tasiri kuma ƙananan tsarin suna ƙara ƙanƙanta a hankali. Ana iya rage iyakokin hatsi da ramukan da ke tsakanin ginshiƙai, yayin da rufin ke ƙara zama mai ci gaba da karko a fannin injiniya.
Duk da haka, tare da ƙarin ƙaruwa a yawan kuzari, tsarin zai iya shiga cikin tsarin da ke ƙarƙashin ƙarfin fashewar ion. Amsawa da kuma fitar da sinadarin atomic suna ƙara zama masu mahimmanci, wanda hakan ke haifar da matsin lamba mai yawa ga sauran sinadarai. Kodayake murfin na iya kasancewa mai kauri, yawan damuwa a cikin ciki na iya rage mannewa da kuma haifar da fashewa ko wargajewa.
Saboda haka, yawanci akwai taga mafi kyau tsakanin yawan kuzari da makamashi maimakon dangantaka mai sauƙi inda makamashi mai yawa koyaushe ke samar da fina-finai mafi kyau.
6. Yawan Makamashi da Tasirin "Atomic Peening"
Ɗaya daga cikin muhimman hanyoyin da ke da alaƙa da fashewar ion mai ƙarfi shine tasirin peening na atomic.
A lokacin fashewar ion mai ƙarfi, ions masu shigowa suna canja wurin motsi zuwa ƙwayoyin halitta na saman jiki, wanda ke haifar da ƙaura da sake tsara ƙwayoyin halitta. Wannan na iya tilasta ƙwayoyin halitta su shiga cikin tsari mai cike da tsari kuma su danne ci gaban buɗaɗɗen girma a cikin fim ɗin da ke girma.
Sakamakon zai iya zama wani tsari mai kauri tare da ingantaccen tauri da kwanciyar hankali na injiniya.
Wannan tsarin yana da matuƙar muhimmanci musamman ga rufin PVD mai tauri. Ga tsarin kamar TiN, CrN, TiCN, AlTiN, da sauran rufin nitride, fashewar ion mai dacewa na iya taimakawa wajen samar da yawan fim da kuma inganta aikin injiniya.
Duk da haka, yawan fitar da sinadarin atomic na iya haifar da matsin lamba mai yawa ga sauran sinadarai. Saboda haka, rufewa mai yawan yawa ba lallai bane shine mafi kyawun murfin idan matsin cikinsa ya wuce ƙarfin mannewa na mahaɗin substrate/shafi.
Manufar aiki ita ce cimma daidaito tsakanin yawan fim, damuwa da ta rage, mannewa, tauri, da kuma yawan ajiyar bayanai.
7. Yawan Kuɗin Shiga Yana Canza Daidaiton Makamashi
Ba za a iya kimanta yawan kuzari ba dangane da adadin ajiya.
Idan yawan ajiyar ya ƙaru sosai yayin da yanayin fashewar ion bai canza ba, rabon fashewar ion mai kuzari zuwa kwararar ajiyar da ke shigowa na iya raguwa. A wata ma'anar, ana ajiye ƙarin kayan aiki ba tare da ƙaruwar kuzarin da ake da shi don haɓaka yaɗuwar saman da sake fasalin tsarin ba.
Wannan zai iya haifar da sauyawa zuwa wani tsari mai ƙarancin kauri.
Akasin haka, kiyaye daidaitaccen rabon kwararar ion-zuwa-tsaka-tsaki zai iya taimakawa wajen rama canje-canje a cikin ƙimar ajiyar bayanai da kuma kiyaye tsarin fim ɗin da ya dace.
Wannan shine dalilin da ya sa ya kamata ci gaban tsarin PVD na masana'antu ya kula sosai ba kawai ga wutar lantarki da ƙimar ajiya ba, har ma da alaƙar da ke tsakanin yawan wutar lantarki na ion, makamashin ion, kwararar fitarwa, da kuma son zuciya na substrate.
8. Zafin ƙasa da bam ɗin ion suna aiki tare
Zafin ƙasa wani babban abu ne da ke tasiri ga yawan fim ɗin.
Makamashin zafi yana samar da atom da aka ajiye tare da motsi, yayin da fashewar ion ke samar da ƙarin kuzarin motsi. Duk hanyoyin guda biyu na iya haɓaka yaɗuwar saman da sake tsara tsarin.
Ga abubuwan da ke da saurin kamuwa da zafin jiki kamar su robobi na injiniya, kayan gani, da wasu kayan lantarki, ƙara yawan zafin substrate ba zai yiwu ba. A waɗannan lokutan, fashewar ion mai sarrafawa yana da matuƙar muhimmanci saboda zai iya samar da ƙarin makamashi ga fim ɗin da ke girma ba tare da dogaro da dumamar zafi kawai ba.
Wannan yana ɗaya daga cikin mahimman fa'idodin hanyoyin PVD masu taimako daga ion: ana iya ƙara yawan fim ɗin ta hanyar jefa barbashi mai kuzari yayin da ake kiyaye ƙarancin yanayin zafi na substrate.
Duk da haka, fashewar ion da kanta tana haifar da zafi. Saboda haka, ya kamata a ci gaba da sa ido kan zafin substrate a duk lokacin da ake ajiyewa don hana lalacewar zafi ko lalacewar kayan da ke da saurin kamuwa da zafi.
9. Dole ne a daidaita yawan kuzarin da tsarin shafa.
Kayayyakin rufi daban-daban suna da buƙatu daban-daban don fashewar ion da shigar da makamashi.
Ga shafa mai tauri na nitride, fashewar ion mai ƙarfi sau da yawa yana da amfani don samun babban yawa, tauri mai yawa, da mannewa mai ƙarfi. Ga shafa mai na gani, jefa mai yawa na iya haifar da damuwa ko canza daidaiton ma'aunin refractive. Ga shafa mai na ƙarfe, ƙarfin ion mai yawa na iya shafar yanayin saman, sheƙi, launi, da damuwa da ta rage.
DLC da sauran rufin da aka yi da carbon sun fi saurin kamuwa da daidaito tsakanin makamashin ion da yanayin ajiya saboda makamashin ion na iya yin tasiri ga tsarin haɗin gwiwa da kuma rabon da ke tsakanin haɗin sp² da sp³.
Saboda haka, babu wani "mafi kyawun yawan kuzari" da ya shafi kowace shafi na PVD. Dole ne a kafa tagar aiki mai dacewa bisa ga tsarin kayan aiki, substrate, kauri na fim, ƙimar ajiya, halayen injiniya da ake buƙata, buƙatun gani, da iyakokin zafi.
10. Daga Sigogin Tsarin Aiki zuwa Aikin Fim
A cikin samar da PVD na masana'antu, ya kamata a kimanta yawan kuzari ta hanyar halayen fim mai aunawa maimakon ta hanyar sigogin tsari kawai.
Tsarin shigar da makamashi yadda ya kamata ya kamata ya ba da gudummawa ga inganta yawan fim, tauri, mannewa, juriyar lalacewa, juriyar tsatsa, kwanciyar hankali na gani, da aikin shinge, ya danganta da aikace-aikacen.
Ana iya amfani da hanyoyin tantancewa kamar SEM, XRD, nanoindentation, gwajin karce, auna damuwa da sauran abubuwa, nazarin rashin kyawun yanayi, da kuma taswirar kauri da fim don kafa alaƙar da ke tsakanin sigogin tsari da aikin rufewa.
Wannan yana bawa tsarin PVD damar motsawa daga daidaitawar sigogi mai sauƙi zuwa ga tsarin tsari da dabarun sarrafa ƙananan tsari.
Kammalawa
A cikin PVD, yawan kuzari yana ɗaya daga cikin muhimman abubuwan da ke tafiyar da sauyawa daga tsarin adanawa mai laushi zuwa fina-finai masu yawa da na injina. Ingantaccen kuzarin ion da kwararar ion na iya haɓaka yaɗuwar saman, haɓaka sake fasalin atomic, rage samuwar gurɓataccen abu, da inganta yawan fim.
Duk da haka, ƙarin kuzari ba yana nufin ingantaccen aikin rufewa ta atomatik ba. Yawan fashewar ion na iya haifar da amsawa, dumama substrate, matsin lamba mai yawa na matsewa, da lalacewar haɗin gwiwa. Mabuɗin shine a kafa daidaito mai kyau tsakanin kuzarin ion, kwararar ion, ƙimar ajiyar abubuwa, son zuciya na substrate, yawan plasma, da zafin substrate.
Saboda haka, ga kayan aikin PVD na zamani, ikon sarrafa shigar da makamashi ba wai kawai hanya ce ta ƙara ingancin adanawa ba - babban iko ne don injiniyan ƙaramin tsari na fim da cimma aikin rufewa mai dorewa, mai sake samarwa.
-An buga wannan labarin ne ta hannunƙera kayan aikin rufin injin injin Injin tsabtace Zhenhua
Lokacin Saƙo: Agusta-04-2026