आधुनिक पृष्ठभाग अभियांत्रिकीमध्ये, फिजिकल व्हेपर डिपॉझिशन (PVD) हे त्याच्या उत्कृष्ट फिल्म कामगिरी आणि पर्यावरणपूरक वैशिष्ट्यांमुळे एक प्रमुख व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञान म्हणून उदयास आले आहे. हा लेख PVD तंत्रज्ञानाची तत्त्वे, वर्गीकरण आणि ठराविक उपयोगांचे सखोल विश्लेषण सादर करतो, तसेच या क्षेत्रातील व्यावसायिकांना तांत्रिक अंतर्दृष्टी प्रदान करतो.
क्रमांक १ पीव्हीडी तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे
PVD ही निर्वात परिस्थितीत (सामान्यतः ≤10⁻³ Pa) केली जाणारी एक प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये लेपन सामग्रीचे भौतिकरित्या बाष्पीभवन केले जाते आणि नंतर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर त्याचे संघनन होऊन एक घन पातळ थर तयार होतो. या तंत्राची वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत:
तुलनेने कमी निक्षेपण तापमान (सर्वसाधारणपणे <५००°C)
उच्च फिल्म शुद्धता आणि नियंत्रित करण्यायोग्य रचना
पर्यावरणपूरक (सांडपाणी सोडले जात नाही)
नॅनोमीटर-स्तरीय अचूक नियंत्रण
क्रमांक २ चे वर्गीकरणपीव्हीडी उपकरणेटीप्रक्रिया
१. व्हॅक्यूम इव्हॅपोरेशन कोटिंग
निर्वात बाष्पीभवनामध्ये, लेप सामग्रीला तिच्या संतृप्त बाष्प दाबापर्यंत गरम करून तिचे बाष्पीभवन केले जाते. सामान्य प्रकारांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
प्रतिरोधक उष्णता बाष्पीभवन
उष्णता घटक म्हणून टंगस्टन किंवा मॉलिब्डेनम सारख्या उच्च तापमान सहन करणाऱ्या धातूंचा वापर करते. ॲल्युमिनियम (Al) आणि चांदी (Ag) सारख्या कमी वितळणबिंदू असलेल्या पदार्थांसाठी उपयुक्त.
इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन (EB-PVD)
लक्ष्य पदार्थावर मारा करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन गन (१०-३० kV) वापरते, ज्यामुळे ३०००°C पेक्षा जास्त स्थानिक तापमान निर्माण होते. उच्च वितळणबिंदू असलेल्या ऑक्साईड्ससाठी आदर्श.
मॉलिक्युलर बीम एपिटॅक्सी (एमबीई)
अति-उच्च निर्वात (≤10⁻⁸ Pa) परिस्थितीत केली जाणारी एक अत्यंत अचूक पद्धत, ज्यामुळे एपिटॅक्सियल फिल्मच्या वाढीसाठी अणू-स्तरावर नियंत्रण ठेवता येते.
२. स्पटरिंग डिपॉझिशन
स्पटरिंगमध्ये उच्च-ऊर्जा कणांचा लक्ष्य पदार्थावर मारा होतो, ज्यामुळे बाहेर पडणारे अणू सब्सट्रेटवर जमा होतात. स्पटरिंगच्या प्रमुख प्रकारांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
डीसी स्पटरिंग (डायरेक्ट करंट)
मूलभूत स्पटरिंग पद्धत; लक्ष्य विद्युत वाहक असणे आवश्यक आहे.
आरएफ स्पटरिंग (रेडिओ फ्रिक्वेन्सी)
१३.५६ मेगाहर्ट्झवर कार्य करते, ज्यामुळे विद्युतरोधक पदार्थांचे स्पटरिंग शक्य होते.
मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग
संतुलित प्रकार: लक्ष्याच्या पृष्ठभागावर १००–३०० गॉस तीव्रतेचे चुंबकीय क्षेत्र
असंतुलित प्रकार: उत्तम निक्षेपणासाठी वर्धित प्लाझ्मा विसरण
मध्यम-फ्रिक्वेन्सी ट्विन कॅथोड: रिॲक्टिव्ह स्पटरिंगमधील “टार्गेट पॉइझनिंग” समस्येचे निराकरण करते
हाय पॉवर इम्पल्स मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग (HIPIMS): आयनीकरण दर >९०%, ज्यामुळे अत्यंत घन, स्तंभरहित फिल्म्स तयार होतात.
क्र. ३ पीव्हीडी तंत्रज्ञानाचे ठराविक उपयोग
साधनांचे लेप
TiN, TiAlN सारखे कठीण लेप (कठोरता >3000 HV)
कटिंग टूल्स आणि मोल्डच्या पृष्ठभागाची सुधारणा करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
सजावटी कोटिंग्ज
ZrN, TiZrN वापरून सोन्यासारखी फिनिशिंग
मोबाईल फोनच्या फ्रेम्स, बाथरूममधील उपकरणे आणि ग्राहक वस्तूंना लागू होते
कार्यात्मक पातळ फिल्म्स
आयटीओ (इंडियम टिन ऑक्साइड) पारदर्शक प्रवाहकीय फिल्म्स ज्यांचा शीट रेझिस्टन्स <10 Ω/□ आहे
९९% पेक्षा जास्त दृश्य प्रकाश पारगम्यता असलेले ऑप्टिकल अँटी-रिफ्लेक्टिव्ह कोटिंग्ज
सेमीकंडक्टर पॅकेजिंग
वेफर-स्तरीय धातुकरण (ॲल्युमिनियम, तांबे इंटरकनेक्ट्स)
प्रसरण प्रतिरोधासाठी TaN, TiN वापरून अडथळा थराचे निक्षेपण
हा लेख यांनी प्रसिद्ध केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग मशीन उत्पादक झेनहुआ व्हॅक्यूम.
पोस्ट करण्याची वेळ: १८ जून २०२५