スパッタリングコーティングプロセスと分類

- Mar 20, 2019-

スパッタリングコーティングプロセスと分類

スパッタリングコーティングプロセスと分類

スパッタリングは、通常マグネトロンスパッタリングを指し、低温でのスパッタリング法に属する。 1×10 -3 torr、すなわち1.3×10 -3 paの真空不活性ガスアルゴン(Ar)、およびプラスチック基材(陽極)と金属ターゲット材料(陰極)および高電圧直流(dc)の真空のプロセス要件なぜなら、不活性ガス、プラズマ、プラズマからターゲット材料への金属原子爆弾の電子励起によって生じるグロー放電(グロー放電)がプラスチック基材上に堆積するからである。

溅射3

          原理

          数十電子ボルト以上の運動エネルギーを帯びた荷電粒子は、材料表面を爆破し、それをエッチングおよびコーティングのために気相中に飛散させる。 イオンから放出される原子の数は、スパッタリング収率と呼ばれます。 収率が高いほど、スパッタリング速度は速くなります。 最高の速度はCu、Au、Agのもので、最低のものはTi、Mo、Ta、そしてWのものです。一般に0.1-10原子/イオンです。

          イオンは直流グロー放電によって発生させることができる。 10 -1〜10 Paの真空度で、2つの電極間に高電圧を印加して放電を生じさせる。

          通常のグロー放電における電流密度は、カソード材料、形状およびガス種の圧力に関係しています。 めっきはできるだけ安定した状態に保たれるべきです。

          どの材料もスパッタリングコーティングすることができ、高融点材料でもスパッタリングが容易であるが、非導体ターゲットはRF(RF)またはパルス(パルス)スパッタリングでなければならない。 そして導電性が悪いため、はねかける力と速度は遅いです。 最大10W / cm 2、非金属<5W / cm 2の金属飛散電力

ダイオードスプレー:

ターゲット材料はカソード、メッキワークとワークフレームはアノードであり、ガス(アルゴンAr)の圧力が数Pa以上の場合にのみ高いメッキ速度が得られる。

溅射2

          マグネトロンスパッタリング:

          電子密度が高くイオン密度が向上しているカソードターゲットの表面に直交電磁場が形成され、その結果、スパッタリング速度は(一桁)増加し、スパッタリング速度は0.1〜0.8に達することができる。 - 1μm/分で、フィルムの密着性はスチームめっきよりも優れています。 現在最も実用的なコーティング技術の1つです。

          他のコーティング技術としては、バイアススパッタリング、反応性スパッタリングおよびイオンビームスパッタリングが挙げられる。

          めっき装置(磁気制御めっき)の装置とプロセス

          スパッタリング装置は、真空チャンバー、排気装置、スパッタリング装置、制御装置から構成されています。 スパッタリング源は電源とスパッタガンに分けられる。

          マグネトロンスパッタリングガンは平面型と円筒型に分けられ、平面型は長方形と円形に分けられ、ターゲット材料利用率は30-40%、そして円筒ターゲット材料利用率は> 50%です。

          スパッタ電源は、DC、RF、パルス、

          Dc:800-1000V(最大)導体、災害アークすることができます。

          Rf:13.56 MHz、不導体。

          パルス:広く使用されている、最新の開発

          スパッタリング時には、スパッタリング電流、電圧または電力、スパッタリング圧力(5 10 -1 - 1.0Pa)を制御する必要があります。 すべてのパラメータが安定していれば、膜厚を推定できます。

          ターゲット材料の選択と処理は非常に重要です、良い純度、均一な質感、無気泡、欠陥、表面は滑らかで滑らかでなければなりません。

          直接冷却ターゲットの場合、ターゲット材料、特に非金属ターゲットは、スパッタリング後に薄くなり、破損する可能性があることに留意されたい。 一般に、ターゲットの最も薄い部分は、元のターゲットの厚さの半分、つまり5 mm以上でなければなりません。

          磁気制御スプラッシュめっきの動作モードは、一般的なスチームめっきの動作モードと似ています。 最初に、真空を1×10 -2 paまでポンプで引いた後、アルゴン(Ar)イオンを注入してターゲット材料を衝撃させる。 5 10-1-1.0 Paの圧力でのしぶきめっき中は、電流、電圧および圧力に注意を払う必要があります。 最初に、スプラッシュメッキに火花がある場合は、電圧をゆっくり上げて、定常放電後にシャッターを閉じることができます。

このプロセスでは、不活性ガス(Ar)のイオン化によって、いくつかの小さな空のMAOの表面にプラスチック基材が洗浄され、露出され、電子およびプラスチック基板表面を通して清浄でフリーラジカルが生成されます。そして表面の構造形成、会合および遊離基の表面構造は化学的および物理的状態の組合せの充満そして高い付着を作り出し、しっかりと外面に薄膜を形作ります。

 

フィルムは、最初に表面基材をプラスチックの毛穴でおおよそ満たしてそれらを連結することによって形成される。 一般的な蒸着メッキと比較して、スプラッシュメッキはコーティングと基板の間の強い接着力という利点を持っています - 接着力は蒸着メッキのそれより10倍以上高いです。 真空蒸発は金属または金属酸化物を蒸発させる必要があり、加熱温度は高すぎてはいけない、そうでなければ、プラスチック基板中の金属ガス堆積はプラスチック基板を加熱して燃焼させる。 スパッタリング粒子は、重力の影響をほとんど受けず、ターゲットと基板の位置を自由に配置することができる。 成膜初期は核形成密度が高く、10nm以下の極めて薄い連続膜を製造することができます。 ターゲット材料は長寿命であり、長期間にわたって自動的かつ連続的に製造することができる。 より良い制御と最も効率的な生産のための機械の特別な設計で、ターゲット材料はさまざまな形にすることができます。

スプラッシュめっきは、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、銀、金などのほとんどすべての高融点金属、合金および金属酸化物を使用してプラズマコーティング材料を製造するために高電界を使用する。 さらに、それはコーティングを得るためにこのプロセスを使用し、プラスチック基板の接着力が真空蒸着法よりもはるかに高い強制堆積プロセスである。 しかしながら、加工費用は比較的高い。

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