Вакуумное напыление. Технология

Вакуумное напыление

- перенос частиц напыляемого вещества от источника (места его перевода в газовую фазу) к поверхности детали осуществляется по прямолинейным траекториям при вакууме 10-2 Па и ниже (вакуумное испарение) и путем диффузионного и конвективного переноса в плазме при давлениях 1 Па (

катодное распыление

) и 10-1-10-2 Па (

магнетронное и ионно-плазменное распыление

). 

Плазма (с греч. «вылепленное», «оформленное») — полностью или частично ионизированный газ.
Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества. 
Слово ионизированный означает, что от значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. 
Плазма может быть «квазинейтральной» ,что означает то, что суммарный электрический заряд плазмыприблизительно равен нулю, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), или "квазиненейтральной", когда присутствует заряд. 
Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. 
Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо плазмой И. Ленгмюром в 1928 году.

Судьба каждой из частиц напыляемого вещества при соударении с поверхностью детали зависит от ее энергии, температуры поверхности и химического сродства материалов пленки и детали. 

Атомы или молекулы, достигшие поверхности, могут либо отразиться от нее, либо адсорбироваться и через некоторое время покинуть ее (десорбция), либо адсорбироваться и образовывать на поверхности конденсат (конденсация). 
При высоких энергиях частиц, большой температуре поверхности и малом химическом сродстве частица отражается поверхностью. 

Температура поверхности детали, выше которой все частицы отражаются от нее и пленка не образуется, называется критической температурой напыления вакуумного; ее значение зависит от природы материалов пленки и поверхности детали, и от состояния поверхности. 

При очень малых потоках испаряемых частиц, даже если эти частицы на поверхности адсорбируются, но редко встречаются с другими такими же частицами, они десорбируются и не могут образовывать зародышей, т.е. пленка не растет. 

Критической плотностью потока испаряемых частиц для данной температуры поверхности называется наименьшая плотность, при которой частицы конденсируются и формируют пленку. 

Структура напыленных пленок зависит от свойств материала, состояния и температуры поверхности, скорости напыления. 

Пленки могут быть 
  • аморфными (стеклообразными, например оксиды, Si), 
  • поликристаллическими (металлы, сплавы, Si) 
  • или монокристаллическими (например, полупроводниковые пленки, полученные молекулярно-лучевой эпитаксией). 

Для упорядочения структуры и уменьшения внутренних механических напряжений пленок, повышения стабильности их свойств и улучшения адгезии к поверхности изделий сразу же после напыления без нарушения вакуума производят отжиг пленок при температурах, несколько превышающих температуру поверхности при напылении. 
Часто посредством вакуумного напыления создают многослойные пленочные структуры из различных материалов.

Вакуумное напыление. Установки.

Вакуумная металлизация пластмасс и металлов (

вакуумное напыление

) - это процесс, основанный на создании в вакууме газовой фазы напыляемого металла (катода) и осаждением его на напыляемые изделия. 
Материал катода выбирается в зависимости от пожеланий заказчика и может быть :

  • латунь (цвет золото) 
  • алюминий (цвет серебро) 
  • титан (цвет темное серебро) 
Известны разные методы создания газовой фазы металла. 

Суть этого метода заключается в бомбардировке поверхности катода ионами рабочего газа, которые образуются при горении магнетронного разряда, что приводит к распылению материала катода. 
Использование цилиндрического катода собственной конструкции и изготовления позволяет производить вакуумную металлизацию изделий самых разных форм и размеров, ограниченных лишь габаритами используемых нами вакуумных камер УВМР-800, внутри которых расположен магнетрон.