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진공 증착 코팅 기술 도입

기사 출처:Zhenhua 진공
읽기:10
게시됨:22-10-28

진공 증착 코팅 원리

1, 진공 증착 코팅의 장비 및 물리적 공정
진공 증발 코팅 장비는 주로 진공 챔버와 배출 시스템으로 구성됩니다.진공 챔버 내부에는 증발 소스(즉, 증발 히터), 기판 및 기판 프레임, 기판 히터, 배기 시스템 등이 있습니다.
코팅 물질은 진공 챔버의 증발원에 배치되고 고진공 조건에서 증발원에 의해 가열되어 증발합니다.증기 분자의 평균 자유 범위가 진공 챔버의 선형 크기보다 클 때 증발 소스의 표면에서 탈출한 막 증기의 원자 및 분자가 다른 분자 또는 원자의 충돌에 의해 거의 방해받지 않고, 코팅할 기판의 표면에 직접 도달합니다.기판의 낮은 온도로 인해 필름 증기 입자가 기판에 응축되어 필름을 형성합니다.
증발 분자와 기판의 접착력을 향상시키기 위해 적절한 가열 또는 이온 세정으로 기판을 활성화할 수 있습니다.진공증착코팅은 물질의 증발, 이송, 필름 증착까지 다음과 같은 물리적 과정을 거친다.
(1) 다른 형태의 에너지를 열 에너지로 변환하는 다양한 방법을 사용하여 필름 재료를 가열하여 일정량의 에너지(0.1 ~ 0.3 eV)로 기체 입자(원자, 분자 또는 원자 클러스터)로 증발 또는 승화합니다.
(2)기체 입자가 필름의 표면을 떠나 기본적으로 충돌 없이 직선으로 특정 운동 속도로 기판 표면으로 이동합니다.
(3)기체의 표면에 도달한 기체 입자가 합체하여 핵을 형성한 다음 고상 필름으로 성장합니다.
(4) 필름을 구성하는 원자의 재구성 또는 화학적 결합.

진공 증착 코팅 기술 도입

2, 증발 가열

(1) 저항 가열 증발
저항가열증발법은 가장 간단하고 가장 많이 사용되는 가열법으로 일반적으로 녹는점이 1500℃ 이하인 코팅재료, 와이어나 시트 형태의 고융점 금속(W, Mo, Ti, Ta, 질화붕소 등)에 적용할 수 있다. 일반적으로 도금 재료를 용융, 증발 또는 승화시키기 위해 전류의 주울 열을 통해 증발 재료가 적재된 증발 소스의 적합한 모양으로 만들어지며, 증발 소스의 모양은 주로 멀티 스트랜드 나선형, U자형, 사인파를 포함합니다. , 박판, 보트, 콘바스켓 등 동시에 증발원료가 높은 융점, 낮은 포화수증기압, 안정된 화학적 성질, 고온에서 코팅재와 화학반응을 일으키지 않는 것, 우수한 내열성, 전력 밀도의 작은 변화 등 증발원을 통해 고전류를 채택하여 직접 가열하여 필름 재료를 가열 및 증발시키거나 필름 재료를 흑연 및 특정 고온 저항으로 만들어진 도가니에 넣습니다. 금속 산화물(예: A202, B0) 및 간접 가열 증발을 위한 기타 재료.
저항 가열 증발 코팅에는 한계가 있습니다. 내화 금속은 증기압이 낮아 박막을 만들기가 어렵습니다.일부 요소는 열선과 합금을 형성하기 쉽습니다.합금막의 균일한 조성을 얻는 것은 쉽지 않다.저항가열증발방식은 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 조작이 간편하기 때문에 매우 보편적인 증착방식이다.

(2) 전자빔 가열 증착
전자빔 증발법은 코팅 물질을 수냉식 구리 도가니에 넣어 고에너지 밀도의 전자빔으로 충격을 주어 코팅 물질을 증발시키는 방법이다.증발원은 전자방출원, 전자가속전원, 도가니(보통 구리도가니), 자기장코일, 냉각수세트 등으로 구성되어 있다. -냉각 도가니, 전자빔은 재료의 아주 작은 부분에만 충격을 가하는 반면 나머지 재료의 대부분은 도가니의 냉각 효과에 따라 매우 낮은 온도로 남아 있어 도가니의 충격 부분으로 간주할 수 있습니다.따라서, 증발을 위한 전자 빔 가열 방법은 코팅 물질과 증발원 물질 사이의 오염을 피할 수 있다.
전자빔 증발원의 구조는 스트레이트 건(Boules gun), 링 건(전기 편향) 및 e-건(자석 편향)의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.하나 이상의 도가니를 증발 설비에 배치할 수 있으며, 증발 설비는 다양한 물질을 동시에 또는 개별적으로 증발 및 침전시킬 수 있습니다.

전자빔 증발원은 다음과 같은 장점이 있습니다.
①전자빔 폭격 증발원의 높은 빔 밀도는 W, Mo, Al2O3 등과 같은 고융점 물질을 증발시킬 수 있는 저항 가열원보다 훨씬 더 큰 에너지 밀도를 얻을 수 있습니다.
②코팅재를 수냉식 구리 도가니에 넣어 증발원 물질의 증발과 이들 사이의 반응을 피할 수 있습니다.
③코팅재 표면에 직접 열을 가할 수 있어 열효율이 높고 열전도 및 방열 손실이 적다.
전자 빔 가열 증발 방법의 단점은 전자총에서 나오는 1차 전자와 코팅 재료 표면에서 나오는 2차 전자가 증발하는 원자와 잔류 가스 분자를 이온화하여 때때로 필름의 품질에 영향을 미친다는 것입니다.

(3) 고주파 유도 가열 증발
고주파 유도 가열 증발은 코팅 재료가 담긴 도가니를 고주파 나선형 코일의 중앙에 배치하여 코팅 재료가 고주파 전자기장의 유도하에 강한 와전류 및 히스테리시스 효과를 생성하여 증발하고 증발할 때까지 필름 층을 가열합니다.증발원은 일반적으로 수냉식 고주파 코일과 흑연 또는 세라믹(산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화붕소 등) 도가니로 구성됩니다.고주파 전원 공급 장치는 만 ~ 수십만 Hz의 주파수를 사용하며 입력 전력은 수 ~ 수백 킬로와트이며 멤브레인 재료의 부피가 작을수록 유도 주파수가 높아집니다.유도 코일 주파수는 일반적으로 수냉식 구리 튜브로 만들어집니다.
고주파 유도 가열 증발 방식의 단점은 입력 전원을 미세 조정하기가 쉽지 않다는 점이며 다음과 같은 장점이 있습니다.
①높은 증발률
②증발원의 온도가 균일하고 안정적이어서 코팅 액적 비산 현상이 발생하기 쉽지 않으며 증착 필름의 핀홀 현상도 피할 수 있습니다.
③증발원은 한 번로드되며 온도 조절이 비교적 쉽고 간단합니다.


게시 시간: 2022년 10월 28일