چگونه دما و فشار دستگاه پوشش PVD در طی فرآیند پوشش کنترل می کند تا از خاصیت مواد مورد نظر حاصل شود؟

در الف دستگاه پوشش PVD ، کنترل دما هم برای بستر و هم برای مواد پوشش بسیار مهم است. برای اطمینان از چسبندگی بهینه و جلوگیری از آسیب حرارتی به قطعات حساس ، باید دمای بستر با دقت کنترل شود. به طور معمول ، بسته به ماده ای که در حال پوشش است ، درجه حرارت بین 100 درجه سانتیگراد و 500 درجه سانتیگراد حفظ می شود. برای فلزات ، برای ارتقاء چسبندگی بهتر و کیفیت فیلم ممکن است دمای بالاتر لازم باشد ، در حالی که مواد ظریف تری مانند پلاستیک برای جلوگیری از پیچ و تاب یا تخریب به دمای پایین تر نیاز دارند. عناصر گرمایش یا دارندگان بستر در داخل محفظه اغلب برای کنترل این کار استفاده می شوند و به تنظیم دقیق دما اجازه می دهد تا شرایط مناسب برای فرآیند رسوب را حفظ کنند. به طور مشابه ، مواد پوشش (مانند فلز یا سرامیک) در منبع تبخیر تبخیر می شوند ، جایی که حفظ یک منبع گرمای کافی تضمین می کند که این ماده با سرعت مداوم تبخیر می شود و از یکنواختی در ضخامت و کیفیت پوشش اطمینان می یابد.

فشار محفظه خلاء در داخل دستگاه پوشش PVD یکی دیگر از عوامل مهم در دستیابی به خصوصیات پوشش مورد نظر است. فرآیندهای PVD به طور معمول در فشارهای کم اتفاق می افتد (از 10^-3 تا 10^-7 TORR) ، با فشار با استفاده از پمپ های خلاء برای ایجاد محیط بهینه برای رسوب کنترل می شود. برای اطمینان از یونیزاسیون مناسب گازها ، که در تشکیل یک پلاسما پایدار که به پایبندی مواد تبخیر شده بر روی بستر کمک می کند ، باید کنترل شود. اگر فشار خیلی کم باشد ، یونیزاسیون کافی وجود نخواهد داشت و در نتیجه چسبندگی و نقص پوشش ضعیف ایجاد می شود. برعکس ، اگر فشار خیلی زیاد باشد ، ذرات تبخیر شده پراکنده می شوند و باعث کیفیت پایین فیلم ، یکنواختی کمتر و نقص بالقوه می شوند. فشار به طور معمول بر اساس نوع فرآیند PVD مورد استفاده ، مانند لکه دار شدن یا تبخیر تنظیم می شود و با توجه به ویژگی های پوشش مورد نظر می تواند متفاوت باشد.

میزان رسوب - سرعتی که مواد پوشش در آن روی بستر قرار می گیرند - باید با تنظیم دما و فشار در طی فرآیند پوشش کنترل شود. در دماهای پایین تر ، میزان رسوب ممکن است کندتر باشد و این امکان را برای یک پوشش نرم تر و یکنواخت تر فراهم می کند. از طرف دیگر ، دمای بالاتر می تواند میزان رسوب را افزایش دهد ، اما برای جلوگیری از مسائلی مانند استرس فیلم یا تشکیل ریزساختار نامطلوب ، باید متعادل باشد. فشار محیط همچنین می تواند بر میزان رسوب تأثیر بگذارد. فشارهای پایین منجر به تبخیر و میزان رسوب سریعتر می شوند ، در حالی که فشارهای بالاتر سرعت را کاهش می دهد و امکان کنترل بهتر ضخامت پوشش و قوام را فراهم می آورد.

در بسیاری از فرآیندهای PVD ، به ویژه در لکه دار شدن مگنترون ، پلاسما نقش مهمی در رسوب دارد. پلاسما پایدار با یونیزه کردن گاز در محفظه تحت فشار کم تولید می شود. کنترل دما و فشار برای تولید یک حالت پلاسما سازگار و پایدار بسیار مهم است. این پلاسما در تقویت انرژی ذرات تبخیر شده کمک می کند و آنها را قادر می سازد تا با سطح بستر به طور مؤثرتری پیوند برقرار کنند. فشار بیش از حد می تواند پلاسما را ناپایدار کند و منجر به یک فیلم متناقض شود ، در حالی که فشار بیش از حد کم ممکن است منجر به یونیزاسیون کافی شود ، کیفیت و چسبندگی پوشش را کاهش دهد. $ $