Commonviše-oprema za vakuumsko oblaganje sa jonskim oblaganjemkoristi ili lučno bombardiranje ili čišćenje argonom. Koje su specifične razlike između njih?
Jedno je čišćenje metalnim jonima, a drugo čišćenje gasnim jonima; nivoi energije su različiti, a principi su takođe različiti. Danas će vam Puyuan Vacuum dati detaljan uvod:
Više-oblikovanje pomoću jona koristi metodu električnog lučnog pražnjenja za direktno isparavanje metala na čvrstu katodnu metu. Ispareni materijal se sastoji od jona iz katodnog materijala koji se emituju tokom pražnjenja katodnog luka. Ovaj uređaj ne zahtijeva rastopljeni bazen; meta koju treba ispariti je spojena na katodu, a vakuumska komora djeluje kao anoda. Kada elektroda okidača iznenada i trenutno dođe u kontakt sa metom katode, indukuje se luk, stvarajući jarko svetleću tačku katodnog luka na površini katode. Prečnik tačke je manji od 100µm, a gustina struje unutar tačke može doseći 10³~10⁷ A/cm². Materijal u ovom području tada trenutno isparava i ionizira. Tačka katodnog luka kreće se nasumično po površini katode brzinom od desetine metara u sekundi. Eksterno magnetno polje se koristi za kontrolu putanje i brzine tačke. Da bi se održao vakuumski luk, općenito je potreban napon od -20 do -40 V.
Princip više-arc jonske ploče zasniva se na teoriji vakuumskog lučnog pražnjenja hladne katode, koja postavlja da se prijenos naelektrisanja tokom procesa pražnjenja postiže istovremenim postojanjem i međusobnim ograničenjem dva mehanizma: emisije elektrona polja i struje pozitivnih jona. Tokom procesa pražnjenja, velika količina katodnog materijala isparava. Pozitivni ioni koje stvaraju ovi molekuli pare stvaraju izuzetno jako električno polje na maloj udaljenosti blizu površine katode. Pod uticajem ovog jakog električnog polja, elektroni se emituju u vakuum kao elektroni polja. Pozitivni joni mogu činiti oko 10% ukupne struje luka. Metalni joni privučeni površinom katode formiraju sloj prostornog naboja, koji zauzvrat generiše jako električno polje, uzrokujući da tačke na površini katode sa niskom radnom funkcijom (granice zrna ili pukotine) počnu da emituju elektrone. Pojedinačne tačke sa velikom gustinom elektronske emisije imaju veliku gustinu struje. Zagrevanje u džulu podiže temperaturu, stvarajući termoionske elektrone, dodatno povećavajući emisiju elektrona. Ovaj pozitivni povratni učinak uzrokuje lokaliziranu koncentraciju struje.
Zagrijavanje u Jouleu koje stvara ova lokalizirana koncentracija struje uzrokuje lokalizirano formiranje eksplozivne plazme na površini materijala katode, emitirajući elektrone i ione i ostavljajući tragove pražnjenja. Također se oslobađaju čestice rastopljenog katodnog materijala. Neki od emitovanih jona se privlače nazad na površinu katode, formirajući sloj prostornog naboja, stvarajući jako električno polje, što zauzvrat uzrokuje da nove tačke sa niskom radnom funkcijom počnu da emituju elektrone.
Tehnologija opreme za vakuumsko oblaganje s više-jonskim oblaganjem ima sljedeće karakteristike:
Prednosti: Može se postaviti proizvoljno kako bi se osigurala ujednačena debljina filma. Eksterno magnetno polje poboljšava pražnjenje luka; razbija luk; povećava brzinu rotacije; rafinira čestice filma; i ubrzava nabijene čestice. Visoka brzina jonizacije metala je korisna za ujednačenost filma i adheziju, što ga čini optimalnim procesom za jonsko prevlačenje. Jedan luk služi za više namjena: djeluje kao izvor isparavanja, izvor pre-pročišćavanja prije bombardiranja i izvor jonizacije.
Nedostaci: Pri velikoj snazi lako se stvaraju velike metalne čestice, što utječe na kvalitetu premaza; a na nekim ciljnim materijalima javlja se nestabilnost lučnog pražnjenja.
Metode za smanjenje stvaranja kapljica uključuju: smanjenje gustine snage pražnjenja, povećanje brzine luka, jačanje mjera hlađenja katode i korištenje magnetske filtracije.
