PVD kaplama makinesi, istenen malzeme özelliklerinin elde edilmesini sağlamak için kaplama işlemi sırasında nasıl sıcaklık ve basıncı kontrol ediyor?

Bir PVD Kaplama Makinesi , sıcaklık kontrolü hem substrat hem de kaplama malzemesi için kritiktir. Optimal yapışmayı sağlamak ve hassas parçalara termal hasarı önlemek için substrat sıcaklığının dikkatle kontrol edilmesi gerekir. Tipik olarak, sıcaklık kaplanan malzemeye bağlı olarak 100 ° C ile 500 ° C arasında tutulur. Metaller için, daha iyi yapışma ve film kalitesini teşvik etmek için daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulabilirken, plastik gibi daha hassas malzemeler çarpmayı veya bozulmayı önlemek için daha düşük sıcaklıklar gerektirir. Oda içindeki ısıtma elemanları veya substrat tutucuları genellikle bunu kontrol etmek için kullanılır ve bu da biriktirme işlemi için doğru koşulları korumasına izin verir. Benzer şekilde, kaplama malzemesi (metal veya seramik gibi), buharlaşma kaynağında buharlaşır, burada yeterli bir ısı kaynağının korunması, malzemenin tutarlı bir oranda buharlaşmasını sağlar ve kaplamanın kalınlığında ve kalitesinde homojenlik sağlar.

PVD kaplama makinesinin içindeki vakum odası basıncı, istenen kaplama özelliklerine ulaşmada başka bir önemli faktördür. PVD işlemleri tipik olarak düşük basınçlarda (10^-3 ila 10^-7 Torr) meydana gelir, basınç biriktirme için en uygun ortam oluşturmak için vakum pompaları kullanılarak kontrol edilir. Buharlaştırılmış malzemenin substrat üzerine yapışmasına yardımcı olan stabil bir plazma oluşturmada kritik olan gazların uygun iyonizasyonunu sağlamak için basınç kontrol edilmelidir. Basınç çok düşükse, yetersiz iyonizasyon olacaktır, bu da zayıf yapışma ve kaplama kusurlarına neden olur. Tersine, basınç çok yüksekse, buharlaştırılmış parçacıklar dağılacak, kötü film kalitesi, daha az tekdüzelik ve potansiyel kusurlara neden olacak. Basınç tipik olarak püskürtme veya buharlaşma gibi kullanılan PVD işleminin tipine göre ayarlanır ve istenen kaplama özelliklerine göre değişebilir.

Biriktirme oranı - kaplama malzemesinin substrat üzerine birikme hızı - kaplama işlemi sırasında sıcaklığı ve basıncı ayarlayarak kontrol edilmelidir. Daha düşük sıcaklıklarda, biriktirme oranı daha yavaş olabilir, bu da daha pürüzsüz ve daha düzgün bir kaplama sağlar. Öte yandan, daha yüksek sıcaklıklar biriktirme oranını artırabilir, ancak film stresi veya istenmeyen mikroyapı oluşumu gibi sorunlardan kaçınmak için dengelenmelidir. Çevrenin basıncı da biriktirme oranını etkileyebilir. Daha düşük basınçlar daha hızlı buharlaşma ve biriktirme oranlarına neden olurken, daha yüksek basınçlar oranı yavaşlatır ve kaplama kalınlığı ve kıvamında daha iyi kontrol sağlar.

Birçok PVD işleminde, özellikle magnetron püskürtmesinde plazma birikimde önemli bir rol oynar. Sabit bir plazma, düşük basınç altında odadaki gazı iyonlaştırarak üretilir. Sıcaklık ve basınç kontrolü, tutarlı ve kararlı bir plazma durumu oluşturmak için hayati önem taşır. Bu plazma, buharlaştırılmış parçacıkların enerjisinin arttırılmasına yardımcı olarak substrat yüzeyi ile daha etkili bir şekilde bağlanmalarını sağlar. Çok fazla basınç plazmayı kararsız hale getirebilir, bu da tutarsız bir filme yol açabilirken, çok düşük bir basınç yetersiz iyonizasyona neden olabilir ve kaplamanın kalitesini ve yapışmasını azaltabilir. .