ในสาขาการผลิตที่มีความแม่นยำสูงและการประมวลผลวัสดุขั้นสูงเครื่องเคลือบสูญญากาศสูงมีบทบาทสำคัญ ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ของเครื่องเคลือบสูญญากาศสูงฉันได้เห็นความสำคัญของการเลือกวิธีการสะสมที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันโดยตรง ในบล็อกนี้ฉันจะหารือเกี่ยวกับวิธีการสะสมที่หลากหลายและวิเคราะห์ว่าอันไหนเหมาะสำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศสูง
การสะสมไอทางกายภาพ (PVD)
การสะสมไอทางกายภาพเป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเคลือบสูญญากาศสูง มันเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนวัสดุจากแหล่งที่เป็นของแข็งหรือของเหลวไปยังสารตั้งต้นในสภาพแวดล้อมสูญญากาศ PVD มีหลายประเภทย่อยแต่ละประเภทมีลักษณะของตัวเอง
ความเป็นไปได้
การสปัตเตอร์เป็นวิธี PVD ทั่วไป ในการสปัตเตอร์ไอออนพลังงานสูง (โดยปกติจะเป็นไอออนอาร์กอน) จะถูกเร่งไปยังวัสดุเป้าหมาย เมื่อไอออนเหล่านี้กระทบเป้าหมายอะตอมหรือโมเลกุลจะถูกนำออกจากพื้นผิวเป้าหมายแล้วฝากไว้บนพื้นผิว
หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของการสปัตเตอร์คือความสามารถในการผลิตสารเคลือบคุณภาพสูงคุณภาพสูง มันสามารถใช้ในการฝากวัสดุที่หลากหลายรวมถึงโลหะโลหะผสมและเซรามิก ตัวอย่างเช่นในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบบาง - ฟิล์มสปัตเตอร์ใช้ในการฝากชั้นนำไฟฟ้าและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการนี้สามารถควบคุมได้สูงช่วยให้สามารถควบคุมความหนาและองค์ประกอบการเคลือบได้อย่างแม่นยำ
อย่างไรก็ตามการสปัตเตอร์ยังมีข้อ จำกัด บางอย่าง อัตราการสะสมค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับวิธีอื่น ๆ ซึ่งสามารถเพิ่มเวลาและค่าใช้จ่ายในการผลิต นอกจากนี้อุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการสปัตเตอร์มีความซับซ้อนและมีราคาแพงรวมถึงแหล่งจ่ายไฟปั๊มสุญญากาศและที่ยึดเป้าหมาย
การระเหย
การระเหยเป็นอีกวิธีหนึ่งของ PVD ในการระเหยวัสดุเคลือบจะถูกทำให้ร้อนจนกลายเป็นไอในห้องสูญญากาศ จากนั้นไอจะเดินทางไปยังสารตั้งต้นและควบแน่นเพื่อสร้างการเคลือบ
การระเหยมีอัตราการสะสมสูงซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องเก็บสารเคลือบหนาอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับการสปัตเตอร์ ตัวอย่างเช่นในการผลิตกระจกการระเหยมักใช้ในการสะสมสารเคลือบอลูมิเนียม
ข้อเสียการเคลือบระเหยอาจมีการยึดเกาะและความหนาแน่นต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการเคลือบสปัตเตอร์ คุณภาพการเคลือบสามารถได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นแหล่งที่มา - ถึง - ระยะทางของสารตั้งต้นและอัตราการระเหย นอกจากนี้ยังยากที่จะฝากวัสดุที่ซับซ้อนหรือโลหะผสมโดยใช้การระเหย
การสะสมไอสารเคมี (CVD)
การสะสมไอสารเคมีเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีของสารตั้งต้นก๊าซบนพื้นผิวพื้นผิวเพื่อสร้างการเคลือบที่เป็นของแข็ง ในเครื่องเคลือบสูญญากาศสูง CVD สามารถดำเนินการที่อุณหภูมิสูงหรือด้วยความช่วยเหลือของพลาสมา
CVD ความร้อน
ใน CVD ความร้อนสารตั้งต้นของก๊าซจะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูงเมื่อมีพื้นผิว ปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นบนพื้นผิวพื้นผิวทำให้เกิดการสะสมของการเคลือบ
ความร้อน CVD สามารถผลิตสารเคลือบคุณภาพสูงด้วยการยึดเกาะที่ยอดเยี่ยมและความสม่ำเสมอ มันสามารถใช้ในการฝากวัสดุที่หลากหลายเช่นซิลิกอนคาร์ไบด์และเพชร - เช่นคาร์บอน ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ CVD ความร้อนใช้ในการฝากซิลิกอนไดออกไซด์และชั้น polysilicon
ข้อเสียเปรียบหลักของ CVD ความร้อนคือความต้องการอุณหภูมิสูงซึ่งสามารถ จำกัด ตัวเลือกของสารตั้งต้น สารตั้งต้นบางชนิดอาจไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงนำไปสู่การเสียรูปหรือความเสียหาย นอกจากนี้กระบวนการอาจผลิตอันตรายโดย - ผลิตภัณฑ์ซึ่งต้องการการจัดการและการกำจัดที่เหมาะสม
พลาสมา - CVD ขั้นสูง (PECVD)
PECVD เป็นรุ่น CVD ที่ได้รับการแก้ไขซึ่งใช้พลาสมาเพื่อเปิดใช้งานปฏิกิริยาทางเคมีที่อุณหภูมิต่ำกว่า พลาสมาให้พลังงานในการทำลายพันธะเคมีในสารตั้งต้นของก๊าซทำให้เกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่จำเป็นสำหรับ CVD ความร้อน
PECVD เหมาะสำหรับอุณหภูมิการเคลือบ - พื้นผิวที่ละเอียดอ่อนเช่นโพลีเมอร์และพลาสติก นอกจากนี้ยังสามารถผลิตการเคลือบด้วยคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เช่นความแข็งสูงและแรงเสียดทานต่ำ ตัวอย่างเช่นในการผลิตเลนส์ออปติคัล PECVD ใช้เพื่อสะสมสารเคลือบป้องกันการสะท้อนและรอยขีดข่วน
อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ PECVD นั้นซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าอุปกรณ์ CVD ความร้อน พลาสมายังสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อพื้นผิวพื้นผิวหากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสม
วิธีใดที่เหมาะสมกว่า?
ทางเลือกของวิธีการสะสมขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงข้อกำหนดของแอปพลิเคชันประเภทของวัสดุเคลือบและคุณสมบัติของสารตั้งต้น
หากจำเป็นต้องมีคุณภาพสูงและมีคุณภาพการเคลือบโลหะหรือโลหะผสมที่มีคุณภาพการสปัตเตอร์อาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศซึ่งจำเป็นต้องมีการเคลือบโลหะที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นใบมีดกังหันการสปัตเตอร์สามารถให้คุณภาพการเคลือบและความแม่นยำที่จำเป็น ของเราเครื่องเคลือบโลหะสามารถทำได้ดี - ติดตั้งเทคโนโลยีสปัตเตอร์เพื่อตอบสนองความต้องการดังกล่าว
เมื่อต้องมีการเคลือบหนาอย่างรวดเร็วการระเหยเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า เป็นค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานเช่นการเคลือบตกแต่งสำหรับผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค
สำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้การเคลือบที่มีอุณหภูมิสูงและมีความเสถียรทางเคมีจะต้องใช้วิธี CVD ความร้อน CVD เหมาะสำหรับพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูง - ที่ทนได้ในขณะที่ PECVD ดีกว่าสำหรับอุณหภูมิ - วัสดุที่ไว ของเราเครื่องเคลือบเพชรสามารถใช้เทคโนโลยี CVD เพื่อฝากเพชรคุณภาพสูง - เช่นการเคลือบคาร์บอน
บทสรุป
โดยสรุปวิธีการสะสมแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องเคลือบสูญญากาศสูงเราเข้าใจถึงความสำคัญของการจัดหาโซลูชั่นที่กำหนดเองตามความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา ไม่ว่าคุณจะต้องการระบบสปัตเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์หรือค่าใช้จ่าย - เครื่องระเหยที่มีประสิทธิภาพสำหรับการเคลือบตกแต่งเราสามารถนำเสนออุปกรณ์ที่เหมาะสมและการสนับสนุนทางเทคนิค
หากคุณมีความสนใจในเครื่องเคลือบสูญญากาศสูงของเราหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการสะสมโปรดติดต่อเรา เราพร้อมที่จะหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและจัดหาโซลูชั่นการเคลือบที่ดีที่สุดสำหรับธุรกิจของคุณ
การอ้างอิง
- Bunshah, RF (ed.) (1982) คู่มือเทคโนโลยีการสะสมสำหรับภาพยนตร์และการเคลือบ: วิทยาศาสตร์การใช้งานและเทคโนโลยี Noyes Publications
- Maissel, Li, & Glang, R. (eds.) (1970) คู่มือเทคโนโลยีฟิล์มบาง McGraw - Hill
- Smith, DM (2009) การสะสมไอทางกายภาพของฟิล์มบาง McGraw - Hill
