വാക്വം കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ പൊതുവായ അവലോകനം

ആധുനിക ഉപരിതല എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ, മികച്ച ഫിലിം പ്രകടനവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ സവിശേഷതകളും കാരണം ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (പിവിഡി) ഒരു പ്രധാന വാക്വം കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. ഈ ലേഖനം പിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തത്വങ്ങൾ, വർഗ്ഗീകരണങ്ങൾ, സാധാരണ പ്രയോഗങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ആഴത്തിലുള്ള വിശകലനം നൽകുന്നു, ഈ മേഖലയിലെ പ്രൊഫഷണലുകൾക്ക് സാങ്കേതിക ഉൾക്കാഴ്ചകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

നമ്പർ 1 പിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ
വാക്വം സാഹചര്യങ്ങളിൽ (സാധാരണയായി ≤10⁻³ Pa) നടത്തുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് PVD. ഇതിൽ ഒരു കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ഭൗതികമായി ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും പിന്നീട് ഒരു സോളിഡ് നേർത്ത ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ഘനീഭവിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാങ്കേതികതയുടെ സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ നിക്ഷേപ താപനില (സാധാരണയായി 500°C യിൽ താഴെ)

ഉയർന്ന ഫിലിം പ്യൂരിറ്റിയും നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന ഘടനയും

പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദം (മലിനജലം പുറന്തള്ളുന്നില്ല)

നാനോമീറ്റർ-ലെവൽ കൃത്യതാ നിയന്ത്രണം

നമ്പർ 2 വർഗ്ഗീകരണങ്ങൾപിവിഡി ഉപകരണങ്ങൾടിപ്രക്രിയകൾ
1. വാക്വം ഇവാപൊറേഷൻ കോട്ടിംഗ്
വാക്വം ബാഷ്പീകരണത്തിൽ കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ അതിന്റെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തിൽ എത്തി ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നതുവരെ ചൂടാക്കുന്നു. സാധാരണ തരങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

റെസിസ്റ്റീവ് ഹീറ്റിംഗ് ബാഷ്പീകരണം
ടങ്സ്റ്റൺ അല്ലെങ്കിൽ മോളിബ്ഡിനം പോലുള്ള റിഫ്രാക്റ്ററി ലോഹങ്ങൾ ചൂടാക്കൽ ഘടകങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അലുമിനിയം (Al), വെള്ളി (Ag) പോലുള്ള കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്ക വസ്തുക്കൾക്ക് അനുയോജ്യം.

ഇലക്ട്രോൺ ബീം ബാഷ്പീകരണം (EB-PVD)
ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഗൺ (10–30 kV) ഉപയോഗിച്ച് ലക്ഷ്യ വസ്തുവിനെ ബോംബ് ഉപയോഗിച്ച് ആക്രമിക്കുന്നു, ഇത് 3000°C-ൽ കൂടുതൽ പ്രാദേശിക താപനില സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്ക ഓക്സൈഡുകൾക്ക് അനുയോജ്യം.

മോളിക്യുലാർ ബീം എപ്പിറ്റാക്സി (MBE)
അൾട്രാ-ഹൈ വാക്വം (≤10⁻⁸ Pa) കീഴിൽ നടത്തുന്ന വളരെ കൃത്യതയുള്ള ഒരു സാങ്കേതികത, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഫിലിം വളർച്ചയ്ക്ക് ആറ്റോമിക്-ലെവൽ നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു.

2. സ്പട്ടറിംഗ് ഡിപ്പോസിഷൻ
സ്‌പട്ടറിംഗ് എന്നത് ഒരു ലക്ഷ്യ വസ്തുവിൽ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കണികകൾ ബോംബ് വയ്ക്കുന്നതും, അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങളെ പുറന്തള്ളുന്നതും ആണ്. പ്രധാന സ്‌പട്ടറിംഗ് തരങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ഡിസി സ്പട്ടറിംഗ് (ഡയറക്ട് കറന്റ്)
അടിസ്ഥാന സ്പട്ടറിംഗ് രീതി; ലക്ഷ്യം വൈദ്യുതചാലകമായിരിക്കണം.

ആർ‌എഫ് സ്പട്ടറിംഗ് (റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി)
13.56 MHz-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് ഇൻസുലേറ്റിംഗ് വസ്തുക്കൾ സ്പൂട്ടർ ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

മാഗ്നെട്രോൺ സ്പട്ടറിംഗ്

സന്തുലിത തരം: ലക്ഷ്യ പ്രതലത്തിലുടനീളം 100–300 ഗാസ് കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി.

അസന്തുലിത തരം: മെച്ചപ്പെട്ട നിക്ഷേപത്തിനായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയ പ്ലാസ്മ വ്യാപനം.

മിഡ്-ഫ്രീക്വൻസി ട്വിൻ കാഥോഡ്: റിയാക്ടീവ് സ്പട്ടറിംഗിലെ "ടാർഗെറ്റ് വിഷബാധ" പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നു.

ഹൈ പവർ ഇംപൾസ് മാഗ്നെട്രോൺ സ്പട്ടറിംഗ് (HIPIMS): അയോണൈസേഷൻ നിരക്കുകൾ > 90%, അൾട്രാ-ഡെൻസ്, നോൺ-കോളംണർ ഫിലിമുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

നമ്പർ 3 പിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ
ടൂൾ കോട്ടിംഗുകൾ
TiN, TiAlN പോലുള്ള ഹാർഡ് കോട്ടിംഗുകൾ (കാഠിന്യം >3000 HV)

കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കും പൂപ്പൽ ഉപരിതല മെച്ചപ്പെടുത്തലിനും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു

അലങ്കാര കോട്ടിംഗുകൾ
ZrN, TiZrN ഉപയോഗിച്ചുള്ള സ്വർണ്ണം പോലുള്ള ഫിനിഷുകൾ

മൊബൈൽ ഫോൺ ഫ്രെയിമുകൾ, ബാത്ത്റൂം ഫിക്ചറുകൾ, ഉപഭോക്തൃ വസ്തുക്കൾ എന്നിവയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു.

ഫങ്ഷണൽ തിൻ ഫിലിമുകൾ
ഷീറ്റ് റെസിസ്റ്റൻസ് <10 Ω/□ ഉള്ള ITO (ഇൻഡിയം ടിൻ ഓക്സൈഡ്) സുതാര്യമായ ചാലക ഫിലിമുകൾ

99% ത്തിൽ കൂടുതൽ ദൃശ്യപ്രകാശ പ്രസരണം ഉള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ആന്റി-റിഫ്ലക്ടീവ് കോട്ടിംഗുകൾ

സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗ്
വേഫർ-ലെവൽ മെറ്റലൈസേഷൻ (Al, Cu ഇന്റർകണക്റ്റുകൾ)

വ്യാപന പ്രതിരോധത്തിനായി TaN, TiN ഉപയോഗിച്ചുള്ള ബാരിയർ ലെയർ നിക്ഷേപം

-ഈ ലേഖനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്വാക്വം കോട്ടിംഗ് മെഷീൻ നിർമ്മാതാവ് ഷെൻഹുവ വാക്വം.