Kako se kontrolira temperaturu i tlak PVD premaza tijekom postupka oblaganja kako bi se osiguralo postizanje željenih svojstava materijala?

U a PVD stroj za oblaganje , Kontrola temperature kritična je i za supstrat i za obloge. Temperaturu supstrata treba pažljivo kontrolirati kako bi se osigurala optimalna prianjanje i spriječilo toplinsko oštećenje osjetljivih dijelova. Obično se temperatura održava između 100 ° C i 500 ° C, ovisno o obloženom materijalu. Za metale će možda biti potrebne veće temperature za promicanje bolje adhezije i kvalitete filma, dok osjetljiviji materijali poput plastike zahtijevaju niže temperature kako bi se spriječilo izvijanje ili degradaciju. Elementi grijanja ili držači supstrata unutar komore često se koriste za kontrolu, omogućujući preciznu regulaciju temperature za održavanje pravih uvjeta za postupak taloženja. Slično tome, materijal za oblaganje (poput metala ili keramike) isparava se u izvoru isparavanja, gdje održavanje odgovarajućeg izvora topline osigurava da se materijal ispari dosljednom brzinom, osiguravajući ujednačenost u debljini i kvaliteti premaza.

Tlak vakuumske komore unutar strojeva za prevlačenje PVD -a još je jedan ključni čimbenik u postizanju željenih svojstava premaza. PVD procesi obično se javljaju pri malim pritiscima (u rasponu od 10^-3 do 10^-7 Torr), pri čemu se tlak kontrolira pomoću vakuumskih pumpi za stvaranje optimalnog okruženja za taloženje. Tlak se mora kontrolirati kako bi se osigurala odgovarajuća ionizacija plinova, što je presudno za formiranje stabilne plazme koja pomaže u prianjanju isparivanog materijala na supstrat. Ako je tlak prenizak, bit će nedovoljna ionizacija, što rezultira lošim oštećenjima prianjanja i premaza. Suprotno tome, ako je tlak previsok, isparivane čestice će se raspršiti, uzrokujući lošu kvalitetu filma, manju ujednačenost i potencijalne nedostatke. Tlak se obično podešava na temelju vrste PVD procesa koji se koristi, poput raspršivanja ili isparavanja, a može se razlikovati ovisno o željenim karakteristikama premaza.

Brzina taloženja - brzina kojom se materijal za oblaganje taloži na supstratu - može se kontrolirati podešavanjem temperature i tlaka tijekom postupka prevlačenja. Na nižim temperaturama, brzina taloženja može biti sporija, što omogućava glatkiji i ujednačeni premaz. S druge strane, veće temperature mogu povećati stopu taloženja, ali mora se uravnotežiti kako bi se izbjegli problemi poput filmskog stresa ili nepoželjnih stvaranja mikrostrukture. Pritisak okoliša također može utjecati na brzinu taloženja. Niži pritisci rezultiraju bržom stopom isparavanja i taloženja, dok veći pritisci usporavaju brzinu, omogućujući bolju kontrolu nad debljinom i dosljednošću premaza.

U mnogim PVD procesima, posebno u probijanju magnetrona, plazma igra važnu ulogu u taloženju. Stabilna plazma nastaje ionizacijom plina u komori pod niskim tlakom. Kontrola temperature i tlaka od vitalnog je značaja za stvaranje dosljednog i stabilnog stanja plazme. Ova plazma pomaže u povećanju energije isparavanih čestica, omogućujući im da se učinkovitije povezuju s površinom supstrata. Previše pritiska može učiniti plazma nestabilnom, što dovodi do nedosljednog filma, dok prenizak pritisak može rezultirati nedovoljnom ionizacijom, smanjujući kvalitetu i prianjanje premaza.