Sputtering Coating và hút chân không bay hơi Coating

Lớp phủ phún xạ và lớp phủ bay hơi chân không

IKS PVD máy hút chân không và vật liệu mục tiêu

Kỹ thuật PVD (lắng đọng hơi vật lý) là một trong những công nghệ chính để chuẩn bị vật liệu màng mỏng, trong điều kiện chân không với phương pháp vật lý, một số khí hóa thành các nguyên tử khí, phân tử hoặc ion ion hóa một phần, và qua khí áp suất thấp (hoặc plasma), quá trình lắng đọng với phản xạ, phản chiếu trên bề mặt vật liệu nền, bảo vệ tính dẫn điện, độ thấm, cách nhiệt, chống ăn mòn và chống oxy hóa, bảo vệ bức xạ, trang trí và chức năng đặc biệt của công nghệ vật liệu màng mỏng. Vật liệu được sử dụng để chuẩn bị vật liệu màng mỏng được gọi là vật liệu phủ PVD. Sau nhiều năm phát triển, công nghệ mạ PVD được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử, quang học, máy móc, xây dựng và vật liệu. Lớp phủ phún xạ và lớp phủ bay hơi chân không là hai phương pháp phủ PVD chủ yếu nhất.

Lớp phủ phún xạ và vật liệu mục tiêu phún xạ

Công nghệ phún xạ, sử dụng các ion từ một nguồn ion để tăng tốc trong chân không cao để tạo thành một chùm ion tốc độ cao bắn phá bề mặt rắn. Các nguyên tử trên bề mặt rắn trao đổi động năng, làm cho các nguyên tử trên bề mặt rắn rời khỏi chất rắn và lắng đọng trên bề mặt chất nền để tạo thành một vật liệu màng mỏng. Vật liệu rắn bị bắn phá là nguyên liệu của màng được lắng tụ bởi phương pháp phún xạ, được gọi là vật liệu mục tiêu phún xạ.

Vật liệu mục tiêu phún xạ được đặc trưng bởi độ tinh khiết cao, mật độ cao, nhiều thành phần và hạt đồng đều, và thường bao gồm các tấm trống và tấm sau. Phôi mục tiêu thuộc về cốt lõi của vật liệu mục tiêu phún xạ và là vật liệu đích của bắn phá chùm ion tốc độ cao. Khi phôi mục tiêu bị trúng bởi các ion, các nguyên tử bề mặt bị phún xạ và lắng đọng trên bề mặt để tạo ra các màng điện tử. Do độ bền thấp của kim loại có độ tinh khiết cao, vật liệu mục tiêu phún xạ cần phải hoàn thành quá trình phún xạ trong môi trường máy với điện áp cao và chân không. Mục tiêu phún xạ của kim loại tinh khiết siêu cao nối với tấm sau thông qua các quá trình hàn khác nhau. Tấm sau đóng vai trò cố định mục tiêu phún xạ, và cần có độ dẫn điện và nhiệt tốt.

Các mục tiêu phún xạ có thể được phân loại thành mục tiêu kim loại / phi kim loại, mục tiêu hợp kim, mục tiêu hợp chất, vv .. Quá trình tráng phủ, độ lặp lại tốt, độ dày màng có thể được điều khiển, có thể thu được trong diện tích lớn trên bề dày vật liệu bề mặt của màng mỏng, việc chuẩn bị màng mỏng có độ tinh khiết cao, độ bám dính tốt và lực liên kết mạnh với ưu điểm vật liệu nền, đã trở thành một trong những công nghệ chính để chuẩn bị vật liệu màng mỏng, nhiều loại vật liệu phim phún xạ đã được sử dụng rộng rãi, vật liệu mục tiêu mà vật liệu chức năng có nhu cầu giá trị gia tăng cao tăng lên từng năm, thị trường vật liệu mục tiêu phún xạ cũng đã trở thành vật liệu phủ PVD lớn nhất.

Công nghệ phún xạ có nguồn gốc từ năm 1842 khi grove phát hiện ra máng âm cực trong phòng thí nghiệm. Khi ông nghiên cứu sự ăn mòn của cathode của ống, ông thấy rằng vật liệu catốt di chuyển vào thành ống chân không. Tuy nhiên, cơ chế vật lý của phún xạ không rõ ràng vì thiết bị thí nghiệm lạc hậu. Vào đầu thế kỷ 20, công nghệ phún xạ chỉ được áp dụng cho các vật liệu có hoạt tính hóa học mạnh. Sau những năm 1970, công nghệ phún xạ magnetron thực sự nổi lên, và thiết bị phún xạ thương mại nổi lên và được áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ. Trong những năm 1980, công nghệ phún xạ thực sự bước vào thời đại sản xuất hàng loạt công nghiệp. Sau đó, đến thế kỷ 21, nhiều công nghệ phún xạ mới xuất hiện, dẫn đến công nghệ phún xạ rực rỡ. Bây giờ công nghệ phún xạ đã trở thành một quá trình khá trưởng thành, và được sử dụng rộng rãi trong chất bán dẫn, quang điện, màn hình và các ngành công nghiệp khác.

Các kim loại có độ tinh khiết cực cao và vật liệu mục tiêu phún xạ là những thành phần quan trọng của vật liệu điện tử. Chuỗi ngành công nghiệp mục tiêu phún xạ chủ yếu bao gồm thanh lọc kim loại, sản xuất vật liệu mục tiêu, lớp phủ phún xạ và ứng dụng đầu cuối, trong đó sản xuất mục tiêu và lớp phủ phún xạ là các liên kết quan trọng trong toàn bộ chuỗi ngành công nghiệp mục tiêu.

Việc thanh lọc kim loại thượng nguồn chủ yếu được thực hiện từ quặng kim loại chủ chốt trong tự nhiên, và kim loại nói chung có thể đạt được độ tinh khiết 99,8%, và vật liệu mục tiêu phún xạ cần đạt được độ tinh khiết 99,999%. Quy trình sản xuất vật liệu mục tiêu đầu tiên cần thiết kế quy trình theo yêu cầu thực hiện của trường ứng dụng hạ lưu, sau đó thực hiện biến dạng dẻo lặp lại và xử lý nhiệt để kiểm soát các chỉ số chính như ngũ cốc và hướng, và sau đó đi qua nước cắt, gia công cơ khí, luyện kim, kiểm tra siêu âm, làm sạch siêu âm và các quy trình khác. Quá trình sản xuất của mục tiêu phún xạ rất chi tiết và khác nhau. Quy trình quản lý dòng chảy và quy trình sản xuất sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất của mục tiêu phún xạ. Chất lượng của các bộ phim phún xạ có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng của các sản phẩm hạ nguồn. Trong quá trình phủ lớp phủ, vật liệu mục tiêu phún xạ cần được lắp đặt trong nền tảng máy để hoàn thành phản ứng phún xạ. Nền tảng máy phún xạ có độ đặc hiệu và độ chính xác cao.

Ứng dụng đầu cuối được tạo thành các sản phẩm theo định hướng người dùng cuối theo nhu cầu thị trường khác nhau, bao gồm pin mặt trời, điện thoại thông minh, máy tính bảng, thiết bị gia dụng và các sản phẩm điện tử tiêu dùng khác. Trong lĩnh vực ứng dụng của vật liệu mục tiêu phún xạ, chip bán dẫn thiết lập các tiêu chuẩn cực kỳ khắc nghiệt cho độ tinh khiết vật liệu kim loại và vi cấu trúc bên trong của vật liệu mục tiêu phún xạ. Do đó, chip bán dẫn có yêu cầu cao nhất đối với vật liệu mục tiêu phún xạ, thường đòi hỏi hơn 99,9995% (5N5) và đắt nhất. So với chip bán dẫn, màn hình phẳng và pin mặt trời có yêu cầu thấp hơn về độ tinh khiết và công nghệ vật liệu mục tiêu phún xạ, cần đạt 99.999% (5N) và 99.995% (4N5) trở lên. Tuy nhiên, với sự gia tăng kích thước mục tiêu, yêu cầu cao hơn được đưa ra cho các chỉ số về tỷ lệ liên kết hàn và độ phẳng của mục tiêu phún xạ.

Lớp phủ bay hơi chân không và vật liệu bay hơi

Lớp phủ bay hơi chân không là một loại công nghệ để thu được màng mỏng bằng cách nung nóng và làm bay hơi một số vật liệu từ nguồn bay hơi và lắng nó lên bề mặt vật liệu nền trong điều kiện chân không. Vật liệu bay hơi được gọi là vật liệu hơi. Lớp phủ bay hơi được đề xuất đầu tiên bởi m. Faraday năm 1857. Sau hơn 100 năm phát triển, nó đã trở thành một trong những công nghệ phủ chính thống.

Hệ thống sơn bay hơi chân không thường bao gồm ba phần: buồng chân không, nguồn bốc hơi hoặc thiết bị làm nóng hơi, vị trí đế và thiết bị gia nhiệt nền. Để làm bay hơi vật liệu được lắng đọng trong chân không, cần có một bình để giữ hoặc giữ hơi bay hơi, và một hơi bay hơi được cung cấp để mang hơi nước đến nhiệt độ đủ cao để tạo ra áp suất hơi mong muốn.

Công nghệ sơn bay hơi chân không được đặc trưng bởi sự tiện lợi đơn giản, dễ vận hành và tốc độ tạo màng nhanh. Nó là một công nghệ sơn được sử dụng rộng rãi, chủ yếu được sử dụng trong các thành phần quang học, LED, màn hình phẳng và lớp phủ splitter bán dẫn. Theo thành phần hóa học, vật liệu phủ chân không có thể được chia thành vật liệu bay hơi hạt kim loại / phi kim loại, vật liệu bay hơi oxit và vật liệu bay hơi florua .

Các quy trình công nghệ chính của vật liệu bay hơi bao gồm trộn, xử lý nguyên liệu thô, đúc, thiêu kết và kiểm tra. Các nguyên liệu được chuẩn bị được trộn với nhau để đạt được độ phân tán đồng đều, sau đó được xử lý ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao (nguyên liệu thô) để cải thiện độ tinh khiết của vật liệu, tinh chỉnh kích thước hạt, kích thích phản ứng của vật liệu và giảm nhiệt độ thiêu kết của vật liệu. Vật liệu sau đó được gia công theo yêu cầu kỹ thuật (khuôn). Sau khi tạo thành, vật liệu được thiêu kết ở nhiệt độ cao, làm cho các hạt rắn của liên kết gốm sứ xanh với nhau, và cuối cùng trở thành một quá trình kết tinh đa tinh thể dày đặc với một vi cấu trúc nhất định (thiêu kết). Sau khi sản xuất vật liệu bay hơi, thiết bị sơn bay hơi được sử dụng để kiểm tra tính chất của vật liệu và kiểm tra xem các chỉ số hoạt động của sản phẩm có đủ điều kiện hay không.

Phế liệu phún xạ và độ tương phản bay hơi bay hơi: độ lặp lại của lớp phủ phún xạ, độ lặp lại tốt, độ dày màng có thể được kiểm soát, có thể thu được trong diện tích lớn trên bề dày vật liệu bề mặt của màng mỏng, việc chuẩn bị màng mỏng có độ tinh khiết cao, nhỏ gọn và lực liên kết mạnh với ưu điểm vật liệu nền, đã trở thành một trong những công nghệ chính để chuẩn bị vật liệu màng mỏng, nhiều loại vật liệu màng phún xạ đã được sử dụng rộng rãi, do đó vật liệu mục tiêu phún xạ mà vật liệu chức năng có nhu cầu giá trị gia tăng cao tăng dần qua từng năm. thị trường vật liệu mục tiêu cũng đã trở thành vật liệu phủ PVD lớn nhất. Lớp phủ bay hơi rất đơn giản và thuận tiện, dễ vận hành và tốc độ tạo màng nhanh. Từ quan điểm của sản xuất công nghệ, độ phức tạp của sản xuất bốc hơi thấp hơn nhiều so với mục tiêu phún xạ.