Hur fungerar en magnetron sputtrande beläggningsmaskin för att sätta in tunna filmer på underlag?

Magnetron -sputteringsprocessen börjar i en vakuumkammare, där en högspänning appliceras mellan ett målmaterial och kammarväggen. Kammaren är fylld med en inert gas, vanligtvis argon, som används eftersom den är kemiskt inert och inte reagerar med målet eller underlaget. Högspänningen joniserar gasen och skapar en plasma. Plasma består av positivt laddade joner, fria elektroner och neutrala gaspartiklar. Plasma fungerar som mediet genom vilket joner påskyndas mot målmaterialet och initierar sputteringsprocessen.

När plasma har etablerats accelereras jonerna i plasma mot målmaterialet. Målet är vanligtvis en metall, legering eller keramik, vald baserat på de önskade egenskaperna hos den tunna filmen som ska deponeras. När de högenergiska plasmajonerna kolliderar med målmaterialet lossnar de atomer från målets yta genom en process som kallas sputtering. Dessa utkastade atomer är materialet som kommer att bilda den tunna filmen på underlaget. Sputteringsprocessen är mycket kontrollerad, vilket säkerställer att endast atomer från målet matas ut.

Det utmärkande inslaget hos magnetronsputtering är användningen av ett magnetfält placerat bakom målmaterialet. Magnetfältet förbättrar effektiviteten i sputteringsprocessen. Den fångar elektroner nära målytan, ökar tätheten för plasma och främjar ytterligare jonisering av den inerta gasen. Denna förbättring leder till en högre hastighet av jonbombardement på målet, vilket förbättrar sputteringseffektiviteten och deponeringshastigheten. Den intensifierade plasma bidrar också till bättre filmkvalitet, eftersom det resulterar i en mer konsekvent och kontrollerad sputteringsprocess, vilket minimerar problem som målförgiftning eller materiella föroreningar.

Atomerna som kastas ut från målmaterialet reser genom plasma och landar så småningom på underlaget, som är placerat mittemot målet i vakuumkammaren. Substratet kan vara vilket material som helst som kräver en tunn beläggning, inklusive glas, metall eller plast. När de sputterade atomerna når underlaget börjar de kondensera och hålla fast vid ytan och bildar ett tunt filmskikt. Filmens egenskaper, såsom tjocklek, vidhäftningsstyrka och enhetlighet, beror på faktorer som deponeringstiden, kraft som levereras till målet och vakuumförhållandena i kammaren.

När atomerna samlas på underlaget börjar de binda till ytan och skapa en solid film. Filmen växer atom av atom, och dess egenskaper kan påverkas av avsättningsparametrarna, såsom pressen på gasen i kammaren, temperaturen på substratet och kraften tillämpas på målet. Magnetron sputtering är särskilt gynnad för att producera filmer med hög enhetlighet, smidighet och låga defekthastigheter. Filmens kvalitet kan skräddarsys för specifika applikationer, såsom att uppnå hög hårdhet, optisk transparens eller elektrisk konduktivitet.

Magnetron sputting coating maskin