Hvordan fungerer en Magnetron -sputtering -coating -maskine for at deponere tynde film på underlag?

Magnetron -sputteringsprocessen begynder i et vakuumkammer, hvor der påføres en højspænding mellem et målmateriale og kammervæggen. Kammeret er fyldt med en inert gas, typisk argon, der bruges, fordi det er kemisk inert og ikke reagerer med målet eller underlaget. Højspændingen ioniserer gassen og skaber et plasma. Plasma består af positivt ladede ioner, frie elektroner og neutrale gaspartikler. Plasmaet tjener som det medium, gennem hvilket ioner accelereres mod målmaterialet, hvilket initierer sputteringsprocessen.

Når plasmaet er etableret, accelereres ionerne i plasmaet mod målmaterialet. Målet er normalt et metal, legering eller keramisk, valgt baseret på de ønskede egenskaber for den tynde film, der skal deponeres. Når højenergiplasmaponerne kolliderer med målmaterialet, løsner de atomer fra målets overflade gennem en proces kaldet sputtering. Disse skubbede atomer er det materiale, der danner den tynde film på underlaget. Sputteringsprocessen er meget kontrolleret, hvilket sikrer, at kun atomer fra målet skubbes ud.

Det kendetegnende træk ved magnetron -sputtering er brugen af ​​et magnetfelt placeret bag målmaterialet. Magnetfeltet forbedrer effektiviteten af ​​sputteringprocessen markant. Det fælder elektroner i nærheden af ​​måloverfladen, hvilket øger plasmaets densitet og fremmer yderligere ionisering af den inerte gas. Denne forbedring fører til en højere hastighed af ionbombardement på målet, hvilket forbedrer sputteringseffektiviteten og afsætningshastigheden. Det intensiverede plasma bidrager også til bedre filmkvalitet, da det resulterer i en mere konsistent og kontrolleret sputteringproces, der minimerer problemer såsom målforgiftning eller materielle urenheder.

Atomerne, der kastes ud af målmaterialet, kører gennem plasmaet og lander til sidst på underlaget, som er placeret overfor målet i vakuumkammeret. Substratet kan være ethvert materiale, der kræver en tynd belægning, inklusive glas, metal eller plast. Når de sputterede atomer når underlaget, begynder de at kondensere og klæber til overfladen og danner et tyndt filmlag. Filmens egenskaber, såsom tykkelse, vedhæftningsstyrke og ensartethed, afhænger af faktorer som deponeringstid, strøm, der leveres til målet, og vakuumbetingelserne i kammeret.

Når atomerne akkumuleres på underlaget, begynder de at binde til overfladen og skabe en solid film. Filmen vokser atom med atom, og dens egenskaber kan påvirkes af deponeringsparametrene, såsom trykket af gassen i kammeret, temperaturen på underlaget og strømmen, der påføres målet. Magnetron -sputtering er især favoriseret til at producere film med høj ensartethed, glathed og lave defektfrekvenser. Filmens kvalitet kan tilpasses til specifikke applikationer, såsom opnåelse af høj hårdhed, optisk gennemsigtighed eller elektrisk ledningsevne.

Magnetron Sputtering Coating Machine