Co to jest rozpylanie magnetronowe prądu stałego?
Rozpylanie magnetronowe prądu stałego jest jednym z kilku rodzajów rozpylania, które jest metodą fizycznego osadzania par cienkich warstw jednego materiału na innym materiale. Najpopularniejsze metody osadzania napylającego stosowane w 2011 r. To napylanie wiązką jonów, napylanie diodowe i napylanie magnetronowe prądem stałym. Rozpylanie ma wiele różnych zastosowań naukowych i przemysłowych i jest jednym z najszybciej rozwijających się procesów produkcyjnych stosowanych w nowoczesnej produkcji.
Bardzo prosto rozpylanie zachodzi w komorze próżniowej, w której substancja jest bombardowana zjonizowanymi cząsteczkami gazu, które wypierają atomy z substancji. Atomy te odlatują i uderzają w materiał docelowy, zwany substratem, i wiążą się z nim na poziomie atomowym, tworząc bardzo cienki film. To osadzanie przez rozpylanie odbywa się na poziomie atomowym, więc folia i podłoże mają praktycznie nierozerwalne wiązanie, a proces wytwarza folię, która jest jednorodna, wyjątkowo cienka i opłacalna.
Magnetrony są wykorzystywane w procesie rozpylania, aby pomóc kontrolować ścieżkę przemieszczonych atomów, które latają losowo wokół komory próżniowej. Komora jest wypełniona gazem pod niskim ciśnieniem, często argonem, a za docelowym materiałem powłokowym umieszczonych jest kilka katod magnetronowych o wysokim napięciu. Wysokie napięcie przepływa z magnetronów przez gaz i tworzy plazmę o wysokiej energii, która uderza w cel materiału powłokowego. Siła generowana przez te uderzenia jonów plazmy powoduje wyrzucanie atomów z materiału powłokowego i wiązanie z podłożem.
Atomy wyrzucane w procesie rozpylania zwykle przelatują przez komorę w przypadkowych wzorach. Magnetrony wytwarzają pola magnetyczne o wysokiej energii, które można ustawiać i manipulować w celu gromadzenia i przechowywania generowanej plazmy wokół podłoża. To zmusza wyrzucone atomy do podróżowania przewidywalnymi ścieżkami do podłoża. Kontrolując ścieżkę atomów, szybkość i grubość osadzania filmu można również przewidzieć i kontrolować.
Zastosowanie rozpylania magnetronowego prądu stałego pozwala inżynierom i naukowcom obliczyć czas i procesy potrzebne do wytworzenia określonych jakości filmu. Nazywa się to kontrolą procesu i pozwala na wykorzystanie tej technologii przez przemysł w produkcji masowej. Na przykład rozpylanie jest stosowane do tworzenia powłok na soczewki optyczne stosowane w przedmiotach, takich jak lornetki, teleskopy oraz sprzęt na podczerwień i noktowizor. Przemysł komputerowy wykorzystuje dyski CD i DVD, które zostały wyprodukowane przy użyciu procesów rozpryskiwania, a przemysł półprzewodników stosuje rozpylanie do powlekania wielu rodzajów układów scalonych i płytek.
Nowoczesne izolowane okna o wysokiej wydajności wykorzystują szkło powlekane rozpylaniem, a wiele elementów sprzętowych, zabawkowych i dekoracyjnych jest wytwarzanych w tym procesie. Inne branże wykorzystujące rozpylanie obejmują przemysł lotniczy, obronny i motoryzacyjny, medyczny, energetyczny, oświetleniowy i szklany oraz wiele innych. Pomimo już szerokiego zastosowania, przemysł nadal znajduje nowe zastosowania do rozpylania magnetronowego prądu stałego.