Wyślij wiadomość

Zastosowania powłoki próżniowej

August 10, 2018

najnowsze wiadomości o firmie Zastosowania powłoki próżniowej

Shanghai Royal Technology foucs na temat rozwiązań PVD, PECVD i PAPVD do powlekania próżniowego na różnych podłożach w celu uzyskania oczekiwanych właściwości folii:

1. proces twardego chromowania PVD z tworzywa sztucznego, powłoka chromowana PVD zastępująca roztwór galwaniczny Cr6 +,

2. DPC bezpośrednio powlekane miedzi na arkuszach ceramicznych (Al2O3, AlN),

3. Złoża filmów z ogniw paliwowych wodoru w procesie PECVD,

4. CsI metalizacja wysokopróżniowa z procesem odparowania termicznego do obrazowania rentgenowskiego;

5. Powłoki dekoracyjne, takie jak złoto ZrN, TiN złoto TiAlN, TiAlC, ZrCN, CrC, CrCN na stali nierdzewnej, szkło, ceramika, mosiądz, stop cynku, stop aluminium, produkty z materiału ABS.

6. C60 Odkładanie fulerenu na produktach.

Naszym celem jest współpraca z większością organizacji badawczo-rozwojowych w celu opracowania większej liczby aplikacji.

Wprowadzenie


Podciśnienie jest środowiskiem, w którym ciśnienie gazu jest niższe niż w otoczeniu. Plazma jest środowiskiem gazowym, w którym jest wystarczająco dużo jonów i elektronów, aby uzyskać znaczną przewodność elektryczną. Powlekanie próżniowe to osadzanie folii lub powłoki w środowisku próżni (lub plazmy niskociśnieniowej). Ogólnie termin ten stosuje się do procesów, w których osadza się atomy (lub cząsteczki) po jednym na raz, takie jak fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) lub procesy chemicznego osadzania z fazy gazowej o niskim ciśnieniu (LP-CVD) lub CVD z podwyższoną plazmą (PECVD). W procesach PVD odkładany materiał pochodzi z parowania powierzchni stałej lub ciekłej. W procesach CVD odkładany materiał pochodzi od chemicznych prekursorów oparów, które są rozkładane przez redukcję lub rozkład termiczny - głównie na gorącej powierzchni.

W niektórych przypadkach odkładany materiał reaguje ze środowiskiem gazowym lub kodowanym gatunkiem, tworząc warstwę materiału złożonego, takiego jak tlenek, azotek, węglik lub węglikoazotek. W przetwarzaniu CVD zastosowanie plazmy do fragmentacji chemicznego prekursora pary w fazie parowej pozwala na prowadzenie procesów rozkładu lub redukcji w niższych temperaturach niż przy samej aktywacji termicznej. PECVD można prowadzić przy ciśnieniach tak niskich, jak te stosowane w przetwarzaniu PVD (niskociśnieniowy PECVD, LP-PECVD), gdzie para prekursora rozkłada się głównie w osoczu. W niektórych przypadkach stosuje się hybrydowy proces osadzania PVD i LP-PECVD do osadzania stopów, kompozytów lub związków. Przykładem są węgloazotki metali, w których węgiel pochodzi z chemicznego prekursora pary, takiego jak acetylen; azot pochodzi z gazu; oraz metal z parowania, rozpylania lub odparowywania łuku na powierzchni stałej lub ciekłej.

Filmy przewodzące prąd elektryczny


Folie metalowe są najpopularniejszymi filmami przewodzącymi prąd elektryczny. Folie metalowe mogą być stosowane jako metalizowane "kocowe" lub mogą być formowane w dyskretne linie przewodników ("paski") przez maskowanie podłoża podczas osadzania lub przez kolejne procesy trawienia fotolitograficznego. Linie przewodników są wykorzystywane w technologii mikroukładów hybrydowych oraz w produkcji urządzeń półprzewodnikowych. Często przewody elektryczne są foliami wielowarstwowymi (stosami), w których każda warstwa pełni funkcję. Na przykład stos folii przewodzącej może mieć skład: szkło-Ti-Pd-Cu-Au. Tytan (Ti) jest warstwą "kleju", pallad (Pd) zapewnia odporność na korozję, miedź (Cu) jest przewodnikiem elektrycznym, a złoto (Au) zapewnia ochronę antykorozyjną. Depozytowe przewodniki metalowe w "przelotkach" służą do nawiązywania styków elektrycznych między różnymi warstwami w produkcji półprzewodników. Metalizacja kocowa służy do zapewnienia ekranowania zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i zakłóceń o częstotliwościach radiowych (RFI) w konstrukcjach takich jak plastikowe skrzynki na telefony komórkowe, elektrody sztywnych i elastycznych elektrod kondensatorowych oraz powierzchnie dla radarowych "plew".

Folie z azotku metalu, węglika i silikonu na ogół przewodzą prąd elektryczny (ważne są wyjątki Si 3 N 4 i AlN). W niektórych zastosowaniach folie z tych materiałów ogniotrwałych są stosowane w celu zapewnienia barier dyfuzyjnych pomiędzy materiałami. Na przykład, w metalizacji półprzewodnikowej, materiał elektrody aluminiowej lub złotej będzie dyfundował do krzemu podczas przetwarzania w wysokiej temperaturze. Przewodząca elektrycznie warstewka azotku tytanu osadzona na powierzchni krzemowej przed osadzeniem elektrody metalowej zapobiegnie dyfuzji. Wytwarzanie stabilnych, przewodzących elektrycznie, nie rektyfikacyjnych metalowych półprzewodnikowych styków metali lub związków metalo-krzemowych jest ważnym aspektem wytwarzania półprzewodnikowych urządzeń. Azotki metali, takie jak azotek tantalu (TaN), są stosowane jako materiały na cienkowarstwowe rezystory. Nieprzejrzyste elektrycznie przewodzące tlenki, takie jak trójtlenek chromu (Cr 2 O 3 ), tlenek ołowiu (PbO) i tlen rutenu (RuO) są stosowane jako elektrody w wysokotemperaturowych atmosferach utleniających.

Nadprzewodniki są materiałami o prawie zerowej rezystywności elektrycznej poniżej pewnej temperatury krytycznej (T c ). Low-T c (mniej niż [<] 10 Kelvin [K]) nadprzewodniki są często metalami. Typowym materiałem nadprzewodnika o wysokiej wartości T c (większej niż [>] 50 K) jest mieszanina tlenków (tlenki glinowe itru-bizmutu-miedzi [Y-Bi-Cu], YBCO). Wysokoprądowe cienkie warstwy nadprzewodnika są często osadzane za pomocą ablacji laserowej w próżni.

Transparentne przewodniki elektryczne
Przezroczyste warstewki przewodzącego tlenku (TCO), takie jak trójtlenek indu (In 2 O 3 ), dwutlenek cyny (SnO 2 ), tlenek cynku (ZnO) i stop tlenku indu i tlenku cyny (ITO), mają wiele zastosowań, takich jak grzejniki w oknach do rozmrażania, powłoki antystatyczne na ekranach, elektrody na płaskich wyświetlaczach i urządzeniach elektrochromatycznych oraz elektrody na ekranach dotykowych elastycznych (ekran rezystancyjny) i sztywnych (z ekranem pojemnościowym). Rezystywność elektryczna dla filmów TCO może wynosić od ponad 1000 omów na "kwadrat" do mniej niż 10 omów na kwadrat przy dobrej transmisji optycznej.

Izolatory elektryczne
Folie izolujące elektrycznie służą do izolowania elektrycznie elementów przewodzących w urządzeniach półprzewodnikowych oraz jako dielektryk w kondensatorach. Powszechnie stosowane materiały na folię izolacyjną to dwutlenek krzemu (SiO 2 ), trójtlenek glinu (Al 2 O 3 ), pięciotlenek tantalu (Ta 2 O 5 ), azotek krzemu (Si 3 N 4 ) i azotek aluminium (AlN). Połączenie cienkiej warstwy tlenku między folią metalową i półprzewodnikiem pozwala na utworzenie technologicznie ważnego urządzenia z metalo-tlenkowym półprzewodnikiem (MOS). Grube powłoki SiO 2 , o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej, mogą być osadzane na rufie. Warstwy izolacyjne SiO 2 , azotek krzemu (Si 2 N 3 ) i szkło są nakładane przez PECVD na warstwy enkapsulacyjne i izolacyjne w procesie półprzewodnikowym.

Filmy optyczne
Folie optyczne, zazwyczaj folie wielowarstwowe ("stosy"), są filmami, które wpływają na transmisję optyczną lub odbicie powierzchni. Zwykle są to naprzemienne warstwy materiałów o wysokiej zawartości (german [Ge], Si, TiO 2 , dwutlenek cyrkonu [ZrO 2 ], SiO, dwutlenek ceru [CeO 2 ]) i niskich (wskaźnik fluoru magnezu [MgF 2 ], SiO 2 ) refrakcji. Głównym zastosowaniem są powłoki antyrefleksyjne (AR) na soczewkach. Stosowanie stosów folii optycznej może być stosowane jako filtry optyczne. Gęstość neutralna lub filtry szare zmniejszają natężenie światła jednakowo dla wszystkich długości fal; Filtry szerokopasmowe wpływają na transmisję promieniowania w szerokim zakresie długości fal, natomiast wąskie lub monochromatyczne filtry wpływają na transmisję w bardzo wąskim obszarze długości fali. Przykładem filtra szerokopasmowego jest "filtr krawędziowy", który "odcina" ultrafiolet (UV) emitowany przez lampę pary rtęciowej. Przykładami filtrów wąskopasmowych są filtry kolorów stosowane w fotografii i projektorach.

Niektóre stosy folii są specjalnym rodzajem folii optycznej, która ma kolor związany z kątem obserwacji (OVID). Te filmy umożliwiają obrazowanie holograficzne. Te folie OVID są używane jako urządzenia zabezpieczające przed fałszowaniem. Folie te są efektem kolorowych folii o barwie interferencyjnej, stosowanych do dekoracyjnych folii, a po sproszkowaniu jako pigmenty.

Powłoki kontroli termicznej
Skład powłok termo-sterujących w oknach różni się od pożądanego efektu końcowego. Jeśli obiekt ma utrzymywać promieniowanie słoneczne przedostające się przez okno, można zastosować wielowarstwową folię ze szkła-TiO2-Cr-TiO2 (powłoka przeciwsłoneczna). Jeżeli celem jest utrzymanie ciepła w pomieszczeniu, cienka warstewka srebra może być użyta do odbicia 85% do 95% niskotemperaturowego promieniowania podczerwonego z powrotem do pomieszczenia (powłoka o niskiej E). Jedną z takich "podwójnych powłok E" jest szkło-ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-TiO2. ZnO zapewnia powłokę antyrefleksyjną.

Do pochłaniania promieniowania słonecznego (absorbery słoneczne) stosowane są inne rodzaje powłok termoizolacyjnych, selektywnie adsorbujące promieniowanie słoneczne i nie emitujące promieniowania podczerwonego (selektywne absorbery słoneczne) lub mające wysoką emisyjność dla zwiększenia chłodzenia za pomocą promieniowania. Powłoki termoizolacyjne są stosowane w celu zmniejszenia transportu termicznego z gorącego środowiska do podłoża. Tlenek cyrkonu (ZrO2) stabilizowany tlenkiem wapnia (CaO), MgO lub Y 2 O 3 jest stosowany jako termiczna powłoka barierowa na łopatach turbin statku powietrznego.

Powłoki odbijające
Folie metalowe są szeroko stosowane do powierzchni odbijających światło. Srebro jest często używane, gdy korozja nie stanowi problemu, np. W przypadku lusterek na tylnej powierzchni. Aluminium może być stosowane jako odbłyśnik na powierzchni przedniej lub tylnej. Często aluminiowane reflektory przedniej powierzchni, takie jak reflektorowe reflektory, są pokryte powłoką ochronną z polimeru (warstwa wierzchnia). Chrom stosuje się na odbłyśnikach na powierzchni czołowej, gdy korozja stanowi problem, nawet jeśli współczynnik odbicia w widzialnym (60%) jest mniejszy niż w przypadku aluminium (> 90%). Folie odbłyśników są stosowane w wielu powszechnie spotykanych aplikacjach, takich jak dyski kompaktowe do przechowywania wideo i muzyki, odbłyśniki lamp i lusterka optyczne, takie jak lusterka wsteczne do samochodów. W niektórych przypadkach wielowarstwowe folie, podobnie jak wielowarstwowe folie optyczne, są wykorzystywane do selektywnego odbijania pewnych długości fal, a nie innych. Przykładami są "zimne lustra", które odzwierciedlają promieniowanie widzialne, ale nie długości fal podczerwieni i "odbicia ciepła", które odbijają podczerwień, ale nie są widoczne. Lustra ciepła służą do podwyższenia temperatury wewnętrznej lamp halogenowych. Zimne lustra służą do zmniejszenia ciepła oświetlenia scenicznego na aktorów.

Opakowanie
Powłoki barierowe są stosowane na elastycznych foliach polimerowych i papierze do pakowania żywności w celu zmniejszenia szybkości przenikania pary wodnej (WVTR) i szybkości przenikania tlenu (OTR) przez papier lub folię polimerową. Najbardziej powszechnym materiałem do powlekania barierowego jest aluminium, które osadza się na zwojach folii polimerowej (wstęgi), a następnie dostarcza do "przetwórców", którzy wytwarzają opakowanie. W niektórych przypadkach powłoki metalowe są osadzane na powierzchni, a następnie "przenoszone" na folię opakowaniową. W wielu przypadkach pożądane są przezroczyste powłoki barierowe. Warstwy SiO 2-x , przez reaktywne odparowywanie i PECVD oraz kompozytowe powłoki SiO2: 30% Al2O3 przez współodparowanie z wiązką elektronów są stosowane do tworzenia przezroczystych warstw barierowych. Złożony materiał powłokowy jest bardziej gęsty i elastyczny niż sam materiał osadzony SiO2 lub Al2O3. Folie aluminiowe stosuje się na balonach wypełnionych helem polimerowym, aby zmniejszyć utratę helu.

Powłoki dekoracyjne i dekoracyjne / odporne na zużycie
Metalizacja do celów ściśle dekoracyjnych to duży rynek. Zastosowania różnią się od powlekających wstęg polimerowych, które następnie przekształca się w zastosowania ozdobne, takie jak baloniki i etykiety, do metalizacji artykułów trójwymiarowych, takich jak trofea sportowe, odlewy z odlewu cynkowego i formowane dekoracyjne oprawy polimerowe oraz pojemniki kosmetyczne. Często powłoki te składają się z odbijającej powłoki aluminiowej, która osadza się na gładkiej warstwie bazowej, a następnie pokryta jest farbowanym lakierem, aby nadać powłoce pożądany kolor i teksturę, a także odporność na korozję i zużycie.

W niektórych zastosowaniach, oprócz dekoracyjnych aspektów powłoki, powłoka jest wymagana, aby wytrzymać zużycie. Na przykład azotek tytanu (TiN) ma złoty kolor, a węglikoazotek tytanu (TiCxNy) może mieć różną barwę od złota do purpury do czerni w zależności od składu. Azotek cyrkonu (ZrN) ma kolor mosiądzu i jest znacznie bardziej odporny na ścieranie i zarysowania niż mosiądz. Powłoki dekoracyjne / zużywające się są stosowane na osprzęt drzwi, armaturę, artykuły modowe, sprzęt morski i inne tego typu zastosowania.

Twarde i odporne na ścieranie powłoki
Twarde powłoki są często nazywane powłokami metalurgicznymi i są rodzajem powłoki tribologicznej. Twarde powłoki są stosowane w celu zwiększenia wydajności cięcia i żywotności narzędzi skrawających oraz utrzymania tolerancji wymiarowych komponentów używanych w zastosowaniach, w których może wystąpić zużycie, takich jak formy wtryskowe. Ponadto powłoki mogą pełnić funkcję bariery dyfuzyjnej, w której wysokie temperatury powstają w wyniku ruchu między powierzchniami lub ochrony antykorozyjnej w agresywnym środowisku. Istnieją różne klasy twardych materiałów powłokowych. Należą do nich: jonowo związane tlenki metali (Al 2 O 3 , ZrO 2 i TiO 2 ), kowalencyjnie związane materiały (SiC, węgiel borowy [B4C], diament, diamentopodobny węgiel [DLC], TiC, AlN, CrC, mieszane stopy węglika, azotku i węgloazotku oraz sześcienny azotek boru) i niektóre stopy metali (kobaltowo-chromowo-itrowy itr [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). W niektórych przypadkach powłoki mogą być warstwowane w celu połączenia właściwości.

Twarde powłoki są również stosowane w celu zminimalizowania zużycia zmęczeniowego, takiego jakie występuje w łożyskach kulkowych. Powłoki odporne na zużycie mogą być również stosowane na powierzchnie, gdzie występuje lekkie lub okresowe obciążenie. Na przykład twarde powłoki osadzają się na tworzywach sztucznych, aby poprawić odporność na zarysowanie. Aplikacje są na formowanych plastikowych soczewkach i plastikowych zadaszeniach samolotu. W niektórych przypadkach powłoki zużywające się, takie jak SiO 2 lub Al 2 O 3 , mogą być nakładane na już twarde powierzchnie, takie jak szkło, w celu zwiększenia odporności na zarysowanie.

Filmy aktywne elektrycznie
Domieszkowane folie silikonowe są stosowane w urządzeniach półprzewodnikowych, a filmy te są często osadzane za pomocą bardzo wyrafinowanej techniki odparowywania PVD zwanej epitaksją wiązki molekularnej (MBE) lub techniki CVD epitaksji fazy gazowej (VPE). Amorficzny krzem do ogniw słonecznych jest nakładany przez PECVD na wstęgi i sztywne podłoża. Folie elektrochromowe, które zmieniają transmisję optyczną przy zastosowaniu napięcia, zależą od dyfuzji mobilnego gatunku w filmie pod polem elektrycznym. Folie z materiału takiego jak selen mogą stać się naładowane elektrycznie po wystawieniu na działanie światła. Takie folie służą do przechowywania tonera w kserokopiarkach.

Magnetyczne nośniki danych
Materiały magnetyczne są klasyfikowane jako "twarde" lub "miękkie" w zależności od tego, jak trudno jest namagnesować, rozmagnesować lub "przełączyć" pole magnetyczne. Miękkie materiały magnetyczne, takie jak Permalloys (żelazo [Fe]: 40 do 80% Ni) i Y 2 Fe 5 O 12 (granat) są używane w urządzeniach pamięciowych, w których dane często się zmieniają. Twarde materiały magnetyczne, takie jak Fe 3 O 4 , Co: Ni: wolfram [W], Co: ren [Re], gadolin [Gd]: Co i Gd: terb [Tb]: Fe są stosowane w bardziej stałych mediach do zapisu, takich jak jako taśmy audio. Do definiowania domen magnetycznych, które działają jako miejsca składowania, stosuje się różne techniki.

Corrosion Protective Coatings
Ochrona przed agresywnym środowiskiem chemicznym może być realizowana na kilka sposobów. Powierzchnia może być powleczona obojętnym materiałem lub materiałem, który tworzy powierzchnię ochronną po reakcji ze środowiskiem lub z materiałem, który zostanie poświęcony w celu usunięcia chronionego materiału. Tantal, platyna i węgiel są obojętne w wielu środowiskach chemicznych. Na przykład powłoki węglowe są stosowane na metalach wszczepianych do organizmu człowieka w celu zapewnienia kompatybilności. W przemyśle lotniczym części są pokrywane aluminium w procesie PVD osadzania parami jonów (IVD), aby zapobiec korozji galwanicznej różnych materiałów w kontakcie.

Chrom, aluminium, krzem i MCrAlY (gdzie M oznacza Ni, Co, Fe) będą reagować z tlenem, tworząc spójną warstwę tlenku ochronnego na powierzchni. Jeśli jony metalu (Fe, Cu) dyfundują szybciej niż tlen przez tlenek, na powierzchni utworzy się gęsty tlenek. Jeśli tlen dyfunduje szybciej przez tlenek niż jony metali (Al, Si, Ti, Zr-metale "zaworowe"), utworzy się utlenianie na granicy faz i powstanie cienki tlenek. Powłoki ze stopu MCrAlY są stosowane jako powłoki ochronne na łopatach turbin statku powietrznego. Stopy kadmu, aluminium i Al: Zn są stosowane jako galwaniczne powłoki ochronne na stali. Podłoża z kadmu próżniowego ("vac cad") mają przewagę nad galwanicznym kadmem, ponieważ nie ma możliwości kruchości wodorowej stali o wysokiej wytrzymałości, gdy stosuje się proces osadzania próżniowego.

Smary stałe / powłoki o niskim współczynniku tarcia
NASA była pionierem w stosowaniu próżniowych osadzonych cienkowarstwowych smarów stałych. Smary są dwojakiego rodzaju: smary metaliczne o niskiej sile ścinającej, takie jak srebro i ołów oraz materiały z mieszaniem warstwowym, takie jak dwusiarczek molibdenu (MoS 2 ). Niskotnące metaliczne smary stosowane są w aplikacjach o wysokim momencie obrotowym, takich jak wirujące anody w lampach rentgenowskich. Materiały o niskim ścinaniu są stosowane w aplikacjach łożysk mechanicznych w próżni i gdzie "pełzanie" smaru może stanowić problem. Ponieważ do smarowania potrzebny jest tylko bardzo cienki film, aplikacja filmu smarnego nie powoduje znaczących zmian wymiarów. Powłoki o niskim współczynniku tarcia z węgla zawierającego metal (Me-C) są stosowane w celu zmniejszenia zużycia w aplikacjach mechanicznego kontaktu

Struktury wolnostojące

Struktury wolnostojące można wykonać poprzez nałożenie powłoki na powierzchnię (trzpień), następnie oddzielenie powłoki od powierzchni trzpienia lub rozpuszczenie trzpienia. Technika ta jest przydatna do wytwarzania bardzo cienkich struktur, złożonych powierzchni lub folii lub arkuszy materiałów, które są trudne do odkształcenia podczas walcowania. Przykładami są okna berylu używane do transmisji promieni rentgenowskich, membrany cienkościenne z borem dla głośników audio o wysokiej częstotliwości i folie ze stopu metali Ti-V-Al. Stosunkowo nowym zastosowaniem jest wytwarzanie urządzeń mikroelektromechanicznych (MEMS), w których bardzo małe konstrukcje są wytwarzane przy użyciu procesów osadzania i trawienia.

Płaszcze bazowe do galwanizacji
Materiały, które są trudne do galwanizacji z powodu szybkiego tworzenia tlenków, mogą mieć adhezyjną powłokę podstawową naniesioną w procesach PVD, a następnie powłokę nagromadzoną przez osadzanie elektrolityczne. Przykładami są powłoki na tytanie, uranie i cyrkonie, gdzie powłoka podkładowa z materiału takiego jak nikiel lub miedź jest nakładana w procesie PVD przed wytworzeniem pokrycia galwanicznego.

Folie polimerowe
Rośnie zainteresowanie osadzaniem organicznych i nieorganicznych filmów polimerowych w próżni. Folie te można wytwarzać przez kondensację monomeru, a następnie utwardzanie wiązką elektronów lub UV, w celu polimeryzacji monomeru lub polimeryzacji plazmowej monomeru. Prekursor monomeru może dawać materiał polimerowy na bazie węgla, krzemu lub boru, często zawierający wodór, chlor lub fluor. Folie zawierające fluor są stosowane do tworzenia powierzchni hydrofobowych.

------------------------------------------- Artykuł pochodzi z Donalda M. Mattox, Management Plus, Inc.

Skontaktuj się z nami
Osoba kontaktowa : Ms. ZHOU XIN
Faks : 86-21-67740022
Pozostało znaków(20/3000)