Rivestimento sputtering e rivestimento per evaporazione sottovuoto

Rivestimento sputtering e rivestimento per evaporazione sotto vuoto

Macchina per rivestimento sottovuoto IKS PVD e materiali target

La tecnica PVD (Physical Vapour Deposition) è una delle principali tecnologie di preparazione di materiali a film sottile, sotto vuoto con metodo fisico, gassificazione di alcuni materiali in atomi gassosi, molecole o ioni di ionizzazione parziale e attraverso il gas a bassa pressione (o processo al plasma), la Deposizione con antiriflesso, riflettendo sulla superficie del materiale del substrato, proteggono la conduttività, la permeabilità, l'isolamento, la resistenza alla corrosione e all'ossidazione, la protezione dalle radiazioni, la decorazione e così via la funzione speciale della tecnologia dei materiali a film sottile. Il materiale utilizzato per preparare il materiale a film sottile è chiamato materiale di rivestimento PVD. Dopo anni di sviluppo, la tecnologia di rivestimento PVD è ampiamente utilizzata nei settori dell'elettronica, dell'ottica, dei macchinari, degli edifici e dei materiali. Il rivestimento sputtering e il rivestimento per evaporazione sottovuoto sono i due metodi di rivestimento PVD più diffusi.

Sputtering coating e sputtering materiale target

Tecnologia di sputtering, utilizzare ioni da una sorgente ionica per accelerare in un alto vuoto per formare un fascio di ioni ad alta velocità che bombarda la superficie solida. Gli atomi sulla superficie solida scambiano l'energia cinetica, facendo sì che gli atomi sulla superficie solida lascino il solido e si depositino sulla superficie del substrato per formare un materiale a film sottile. Il materiale solido che viene bombardato è la materia prima del film depositato mediante il metodo dello sputtering, che è chiamato materiale bersaglio per lo sputtering.

Il materiale target per sputtering è caratterizzato da elevata purezza, alta densità, componenti multipli e granulometria uniforme, ed è generalmente composto da una piastra di fondo e una piastra posteriore. La billetta bersaglio appartiene al nucleo del materiale bersaglio per lo sputtering ed è il materiale target del bombardamento del fascio ionico ad alta velocità. Quando la billetta bersaglio viene colpita dagli ioni, gli atomi di superficie vengono spruzzati e depositati sul substrato per produrre film elettronici. A causa della bassa resistenza del metallo di elevata purezza, il materiale target per sputtering deve completare il processo di sputtering nell'ambiente della macchina con alta tensione e vuoto. Il bersaglio di polverizzazione del metallo puro ultraelevato unito alla piastra posteriore attraverso diversi processi di saldatura. La piastra posteriore svolge il ruolo di fissare l'obiettivo di polverizzazione e deve avere una buona conduttività elettrica e termica.

I bersagli di polverizzazione possono essere classificati in un singolo target metallo / non metallico, target in lega, target composto, ecc. Processo di rivestimento sputtering, buona ripetibilità, spessore del film può essere controllato, può essere ottenuto in un'ampia area sullo spessore del substrato del film sottile, la preparazione del film sottile ha elevata purezza, buona compattezza e forte forza di legame con i vantaggi del substrato materiale, è diventata una delle principali tecnologie di preparazione di materiali a film sottile, vari tipi di materiali a film sputtering sono stati ampiamente utilizzati, quindi, di sputtering materiali di destinazione che i materiali funzionali con una domanda ad alto valore aggiunto sono aumentati di anno in anno, anche il mercato dei materiali bersaglio è diventato il più grande materiale di rivestimento PVD.

La tecnologia di sputtering ebbe origine nel 1842 quando il boschetto scoprì lo sputtering catodico in laboratorio. Quando studiò la corrosione del catodo del tubo, scoprì che il materiale del catodo migrava verso la parete del tubo a vuoto. Tuttavia, il meccanismo fisico dello sputtering non era chiaro a causa delle apparecchiature sperimentali arretrate. All'inizio del XX secolo, la tecnologia dello sputtering era applicata solo ai materiali con una forte attività chimica. Dopo gli anni '70, la tecnologia di sputtering del magnetron è emersa veramente e sono emerse attrezzature commerciali per lo sputtering e sono state applicate alla produzione su piccola scala. Negli anni '80, la tecnologia dello sputtering è entrata davvero nell'era della produzione industriale di massa. Poi arrivò al 21 ° secolo, diverse nuove tecnologie di sputtering vennero fuori, condussero alla brillante tecnologia dello sputtering. Ora la tecnologia dello sputtering è diventata un processo piuttosto maturo e ampiamente utilizzato nei settori dei semiconduttori, del fotovoltaico, del display e in altri settori.

I metalli ad altissima purezza e i materiali bersaglio per lo sputtering sono componenti importanti dei materiali elettronici. La catena del settore target per lo sputtering comprende principalmente la purificazione dei metalli, la produzione di materiali target, il rivestimento sputtering e l'applicazione terminale, tra cui la produzione target e il rivestimento sputtering sono collegamenti chiave nell'intera catena del settore dello sputtering target.

La purificazione del metallo a monte viene effettuata principalmente dal minerale metallico chiave nella natura, e il metallo generale può raggiungere la purezza del 99,8% e il materiale target dello sputtering deve raggiungere la purezza del 99,999%. Il processo di produzione del materiale target deve prima eseguire la progettazione del processo in base ai requisiti prestazionali del campo di applicazione a valle, quindi eseguire ripetute deformazione plastica e trattamento termico per controllare gli indicatori chiave come la grana e l'orientamento, quindi passare attraverso l'acqua taglio, lavorazione meccanica, metallizzazione, test ad ultrasuoni, pulizia ad ultrasuoni e altri processi. Il processo di produzione dell'obiettivo di sputtering è molto dettagliato e vario. La gestione del flusso di processo e il livello del processo di produzione influenzeranno direttamente la qualità e la resa dell'obiettivo dello sputtering. La qualità dei film sputtering ha un'influenza importante sulla qualità dei prodotti a valle. Nel processo di sputtering coating, il materiale target per sputtering deve essere installato nella piattaforma della macchina per completare la reazione di sputtering. La piattaforma della sputtering machine ha una forte specificità e alta precisione.

L'applicazione terminale viene trasformata in prodotti orientati all'utente finale in base alle diverse esigenze del mercato, tra cui celle solari, smartphone, tablet, elettrodomestici e altri prodotti elettronici di consumo terminale. Nel campo di applicazione dei materiali target per lo sputtering, i chip dei semiconduttori stabiliscono standard estremamente severi per la purezza del materiale metallico e la microstruttura interna dei materiali target dello sputtering. Pertanto, i chip a semiconduttore hanno i requisiti più elevati per i materiali target per sputtering, che di solito richiedono più del 99,9995% (5N5) e sono i più costosi. Rispetto ai chip semiconduttori, i display planari e le celle solari hanno un fabbisogno leggermente inferiore per la purezza e la tecnologia dei materiali target per sputtering, che sono richiesti per raggiungere rispettivamente il 99,999% (5N) e il 99,995% (4N5). Tuttavia, con l'aumento della dimensione target, vengono richiesti requisiti più elevati per gli indici del tasso di saldatura della saldatura e la planarità dell'obiettivo dello sputtering.

Rivestimento di evaporazione sotto vuoto e materiale di evaporazione

Il rivestimento per evaporazione sotto vuoto è un tipo di tecnologia per ottenere il film sottile riscaldando ed evaporando del materiale dalla fonte di evaporazione e depositandolo sulla superficie del materiale del substrato in condizioni di vuoto. Il materiale evaporato è chiamato il materiale del vapore. Il rivestimento per evaporazione è stato inizialmente proposto da m. Faraday nel 1857. Dopo oltre 100 anni di sviluppo, è diventata una delle principali tecnologie di rivestimento.

Il sistema di rivestimento per evaporazione sottovuoto è generalmente costituito da tre parti: camera a vuoto, sorgente di evaporazione o dispositivo di riscaldamento per evaporazione, posizionamento del substrato e dispositivo di riscaldamento del substrato. Al fine di vaporizzare il materiale da depositare nel vuoto, è necessario un recipiente per trattenere o trattenere la vaporizzazione, e viene fornito un calore di evaporazione per portare la vaporizzazione ad una temperatura sufficientemente elevata da produrre la pressione di vapore desiderata.

La tecnologia di rivestimento per evaporazione sottovuoto è caratterizzata da semplice comodità, facilità d'uso e velocità di formazione del film. È una tecnologia di rivestimento ampiamente utilizzata, utilizzata principalmente in componenti ottici, LED, display a schermo piatto e rivestimento splitter a semiconduttore. Secondo la composizione chimica, il materiale di rivestimento sotto vuoto può essere diviso in materiale di vaporizzazione di granuli metallici / non metallici, materiale di evaporazione di ossido e materiale di evaporazione di fluoro .

I principali processi tecnologici dei materiali di evaporazione comprendono miscelazione, pretrattamento della materia prima, stampaggio, sinterizzazione e ispezione. Le materie prime preparate vengono miscelate meccanicamente per ottenere una dispersione uniforme (miscelazione) e quindi lavorate a temperatura ambiente o ad alta temperatura (pretrattamento della materia prima) per migliorare la purezza dei materiali, affinare le dimensioni delle particelle, stimolare la reattività dei materiali e ridurre la temperatura di sinterizzazione dei materiali. Il materiale viene quindi lavorato secondo le specifiche richieste (stampaggio). Dopo la formazione, il materiale viene sinterizzato ad alta temperatura, il che rende le particelle solide della ceramica verde legate l'una con l'altra, e infine diventa un processo di densa sinterizzazione policristallina con una certa microstruttura (sinterizzazione). Dopo la produzione dei materiali di evaporazione, l'apparecchiatura di rivestimento evaporativo viene utilizzata per ispezionare le proprietà dei materiali e verificare se gli indicatori di prestazione del prodotto sono qualificati.

Contrasto di sputtering deposizione e rivestimento di evaporazione: processo di rivestimento sputtering buona ripetibilità, spessore del film può essere controllato, può essere ottenuto in ampia area sullo spessore del materiale del substrato di film sottile, la preparazione del film sottile ha elevata purezza, buona compattezza e forte forza di adesione con i vantaggi del substrato materiale, è diventata una delle principali tecnologie di preparazione di materiali a film sottile, sono stati ampiamente utilizzati vari tipi di materiali a film sputtering, quindi materiali a base di polverizzazione che i materiali funzionali con domanda ad alto valore aggiunto sono aumentati di anno in anno, sputtering il mercato dei materiali target è diventato anche il più grande materiale di rivestimento PVD. Il rivestimento di evaporazione è semplice e conveniente, facile da usare e la velocità di formazione del film è veloce. Dal punto di vista della produzione tecnologica, la complessità manifatturiera dell'evapotraspirazione è molto più bassa di quella dell'obiettivo di sputtering.