Kompleks ishlov berish yuzasida magnetronli bo'g'imlarni qoplamasini yagona nazorat qilish

Murakkab ish joyi yuzasida magnetronli pushtirang qoplamani yagona nazorat qilish

Ushbu maqola qoplama mexanizmini va materialning sirtining texnikaviy xususiyatlarini kompleks bo'shliq bilan tanishtiradi. Tajribada murakkab ishchi qismini qoplash jarayonida maqsadli materialni mos kelmaydigan iste'mol qilish, konkavli eroziya rishtasi va tartibsiz va zich plyonka qalinligi kabi muammolarni hal qilishda tajriba davomida aylanma ustunli magnetronli pushti maqsadga erishildi . Ko'p maqsadlar va materiallar qoplama mashinasining turli joylarida o'rnatildi. Yo'naltirilgan qoplama ehtiyojini tushunish uchun maqsad erkin aylanishi mumkin; Ko'p magnetronli pushtirish maqsadini qo'llash va muvozanatsiz magnetronli pushti katotli maqsad strukturasini takomillashtirishning yordam magnit maydonini o'rnatish, vakuum qoplama kamerasining plazma zichligini yaxshilash, shuning uchun püskürtme asfaltlanmasını önyaraştırma oqim qoplama qoplamasini yaxshilash va hokazo. murakkab shakli va ichki bo'shlig'ining strukturasi, ish joyi sirtini qoplash qalinligi bir xil, tekis, zich va doimiy funktsional kompozitli film.

Chegaralar va bo'shliq sirtini qoplashdan ancha murakkab, bugungi kunda uyda va chet ellarda kimyoviy qoplama texnologiyasi, shuningdek, vakuum magnetronli pushti kino texnologiyasini ishlab chiqaradigan buyum qoplamini qayta ishlashda ham bajarilganidek, bugungi kunda qoida va tekis yoki kompozit membrana tayyorlanadigan tekis sirt, mashinalar, elektronika, energiya, materiallar, axborot , aerokosmik va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi , kesish asboblari, apparat vositalari, mobil telefonlar, noutbuklar kabi beton , turli xil sensorlar va ehtiyot qismlar maxsus talablarga ega va boshqalar. Vakuumli kino shakllantirish texnologiyasining xarakteristikalari tufayli murakkab ishlov berish yuzasida plyonka hosil qilish jarayonining kino qalinligini, bir xilligi va bog'lash kuchini nazorat qilish murakkab va murakkabdir. Mashinasozlik sanoatining jadal rivojlanishi bilan ishlov beriladigan buyumning sirt qoplama texnologiyasini qo'llash oralig'i kesish asboblaridan keskin burg'ulash qoldiqlari, aerokosmik qismlar va elektron aksessuarlar plaginlari uchun kengaytirildi. TiAlCN, AlCrN, TiSiN, olmosga o'xshash qatlam va boshqalar kabi yangi yuqori samarali plyonka qatlamlari paydo bo'ladi, ular xizmat muddatini va o'limni qayta ishlash samaradorligini oshiradi. Murakkab ishlov berish yuzasida magnetronli chig'anoq qoplama texnologiyasini yagona nazorat qilishni o'rganish juda muhimdir.

1. Magnetronli pushtirish qoplamasining mexanizmlari va texnik xususiyatlari

1.1 magnetronli porlashni qoplovchi mexanizm

Magnetronli porlashning ishlaydigan mexanizmi, elektr maydonining E ta'sirida, substratga uchib ketish jarayonida elektronlar argon atomlari bilan to'qnashib, ionlashtiruvchi ijobiy ion Ar va yangi elektronlarni hosil qiladi. Yangi elektronlar substratga uchib ketadi, Ar ionlari elektr maydoni ta'sirida katod maqsadiga tezlashadi va maqsadli sirtni yuqori energiya bilan bombardimon qilishadi, shunda maqsad maqsadga erishadi. Parchalanuvchi zarrachalarda neytral maqsadli atomlar yoki molekulalar ingichka bir plyonka hosil qilish uchun substratga biriktiriladi va hosil bo'ladigan ikkilamchi elektronlar harakati traektori sikloidga o'xshash EB driftini ishlab chiqarish uchun elektr maydoni va magnit maydonidan ta'sirlanadi. Elektronlar maqsad yuzasida aylana bo'ylab harakatlanadi va maqsadli sirt ustida plazma mintaqasiga bog'lanadi. Ushbu mintaqada ko'p miqdorda Ar ioni maqsadni bombardimon qilish uchun ionlashtiriladi va shu bilan yuqori cho'kish tezligiga erishiladi. To'qnashuvlar sonining ko'payishi bilan ikkinchi darajali elektronlarning energiyasi tugadi va ular asta-sekin maqsad sirtdan uzoqlashadilar va nihoyat elektr maydonining ta'siri ostida substratga yotqizadilar. Magnetronning chirishi - bu to'qnashuv jarayoni hodisa zarralari va maqsad. Murakkab sintizatsiya jarayoni va maqsad atomining to'qnashuvi orqali maqsad atomga bir oz tezlik beradi. Nishon atomi boshqa maqsadli atomlar bilan to'qnashadi va kaskad jarayonini shakllantiradi.

1.2. Texnik qo'llanmaning xususiyatlari

Magnetronli pushtirish - bu past bosim ostida yuqori tezlikli porlash jarayonidir. Gazning ionlash tezligi samarali ravishda oshirilishi kerak. Plazma zichligi, maqsad katot yuzasida magnit maydonni kiritib, magnit maydonning zararli zarralardagi zichlik darajasini oshirish uchun cheklashni qo'llash orqali oshirilishi mumkin.

Magnetronli porlashda magnit maydonida elektronlarning lorentz kuchlari bilan harakatlanishi, ularning traektori bükülüdür va hatto spiral harakatlar hosil qiladi, harakat yo'li shu bilan ishlaydigan gaz bilan to'qnashuvlar sonini ko'paytiradi, plazma zichligi ortadi, shuning uchun magnetronning pasayishi tezligi juda katta ishlab chiqilgan va past bo'luvchi kuchlanish va havo bosimi ostida ishlaydigan, membranalarni ifloslanish tendentsiyasini pasaytiradigan; Shu bilan birga, substrat yuzasidagi atom energiyasi inqirozi kuchaydi, shuning uchun kinolarning sifati juda ko'p darajada kengaytirilishi mumkin. Takroriy to'qnashuvlar natijasida energiyani yo'qotgan elektronlar anodga etib boradi va substrat juda qizib ketmasligi uchun past energiyali elektronga aylanadi. Shuning uchun magnetronli pushtirish "yuqori tezlik" va "past harorat" ning afzalliklariga ega .Magnetronli pushtirish qoplamasining kamchiliklari, u izolyator plyonkasini tayyorlay olmaydi va magnetron elektrodida ishlatiladigan noturg'un magnit maydon maqsadning sezilarli darajada bir xil emasligiga olib keladi odatda 20% dan 30% gacha bo'lgan maqsadli materialning kam ishlatish tezligiga olib keladi .Magnetronli pushtirish maqsadlaridan foydalanish darajasi magnetronli pushtirish manbasini muhandislik loyihalash va ishlab chiqarish jarayonining iqtisodiy hisobini bajarish uchun muhim parametrdir. Maqsadli materiallardan foydalanish darajasini yaxshilash maqsadida dinamik maqsadlarning turli shakllari o'rganilib, ular orasida aylanadigan magnit maydon silindrsimon maqsad asosiy maqsad bo'lib, sanoatda keng qo'llanilgan va bunday maqsadli materiallardan foydalanish darajasi 70% .Kombinali magnetronli pushtirish maqsadlari geometrik shakldagi uch turga bo'linishi mumkin: to'rtburchak tekislikni maqsad, dumaloq tekislik silindrsimon va maqsadli

2. Kompleks bo'shliqlar bilan ishlovchi qismlar yuzasida porlashni qoplashni yagona nazorat qilish

2.1 mavjud texnik muammolar

(1) katodning maqsadi planar pushti bo'lib, bu maqsadli va konkavli eroziya halqasini teng bo'lmagan iste'mol qilish natijasida hosil bo'ladigan magnit maydonning notekis magnit maydonlarining kuchayishiga sabab bo'ladi. (2) ishlov beriladigan qismning sirtini ko'p qatlamli qatlam bilan cho'ktiradilar va qoplashadi va pastki qatlam bilan kino qatlami o'rtasidagi bog'lanish kuchi bir xil va mustahkam emas. Shu bilan birga, kino qatlamining turli komponentlari va piyodalarga chayqaladigan ta'siri paydo bo'lib, natijada kino qatlami va maqsadning tarkibida katta farqlar mavjud.

2.2 Texnik tahlil va ilmiy tushunchalar

(1) ko'p qirrali va burchakli va ko'p kavitli materiallar yuzasi biriktiriladi va bir nechta kino qatlamlari bilan qoplanadi. Qaytgan ustunli magnetronli pushtirish maqsadini qo'llash rejalashtirilmoqda va qoplama mashinasining turli joylarida bir nechta maqsadlar va materiallar o'rnatilgan. Maqsad yo'nalishli qoplama ehtiyojiga erishish uchun erkin aylanishi mumkin. (2) ko'p magnetronli pushtirish maqsadlari va yordamchi magnit maydonlarni muvozanatsiz magnetronli pushti katot maqsadlari tuzilishini yaxshilash, vakuum qoplama kamerasida plazma zichligini yaxshilash va cho'kindi va qoplamaga erishish uchun porlash ishlov berish qismining oqimini yanada yaxshilashga yo'naltirilgan. (3) tekis parchalanuvchi katodli maqsadning teng bo'lmagan magnit maydoni komponenti maqsadga konkavli eroziya halqasini hosil qiladi. Ushbu substratda porlashda kompleks ish qismining izotropik ichki stresiga erishish va zich, uzluksiz va bir xil kinolarni birlashtirish uchun magnit maydonni taqsimlashni o'zgartirish mo'ljallangan.

2.3 tajriba usullari va texnik yo'nalish

2.3.1 eksperimental materiallar

Ko'pincha vakuumni olish tizimi, vakuumni aniqlash, vakuumli o'choq, katot magnetron, gazni kiritish tizimi va elektr ta'minotidan iborat bo'lgan tajribada oltita stantsiyali magnetronli ayirish uskunasi ishlatilgan. Jismoniy bug 'cho'kish PVD magnetronli pushtirish jarayoni ishlatilgan. Katot materiallari: Ti, TiN, TiAlN, qoplangan Ti, TiN, TiN, TiAlN ko'p tarmoqli ko'p qatlamlik kino.

2.3.2 kino qatlamining sifatini aniqlash (1-jadval)

2.3.3 tajriba usullari

Ishlov beriladigan qismning kompleks sirt puflashi plyonka ion qoplamasi bilan tayyorlangan. Murakkab ishlov berishning texnik muammolarini echish uchun quyidagi tajribaviy tadqiqotlar o'tkazildi.

(1) katodning maqsadi planar pushti bo'lib, unda magnit maydonning beqarorligi sababli kuchli porlash natijasida hosil bo'ladigan maqsadga erishish maqsadga muvofiq bo'lmaydi. Magnit maydonning shakli va taqsimlanishini yaxshilash, magnitlangan harakatni katod ichkarisida yaratish, qalqon va boshqa chora-tadbirlarni o'rnatish orqali substratda ko'p qirrali va burchak va bir nechta bo'shliqlarni ishg'ol qilgan ishlov berishning kino qoplamasi ishlab chiqarilishi mumkin izotropik ichki stress va kino ixcham, uzluksiz va bir xil. Muvozanatlangan shovqinni tuzilishi asosan tashqi magnit po'latdan, markaziy magnit po'latdan va magnit qutbdan iborat.

(2) bir nechta qirrali va burchakka ega bo'lgan murakkab ishlov beriladigan qismning sirt qoplamasi va maqsadli materialning va maqsadning strukturaviy talablariga erishish uchun bir nechta bo'shliqlar paydo bo'lishining talabiga binoan, qaytib ustunli magnetronli pushtirish maqsadlari qabul qilindi. Turli ish sharoitlari bo'yicha magnit strukturali yoki pushtirilish strukturasi bilan porloq maqsadlar ishlatilgan. Gyromagnit silindrsimon magnetronli maqsad maqsadli kolbadan parallel va vertikal maqsadli elektr maydon komponenti atrofidagi magnit maydonni, maqsadli trubka yuzasida ortogonal elektromagnit maydonda kolba yuzasida, tortish xonasining markazida maqsad o'rnatish, taxminan 360 ° yo'nalish bo'ylab spin qoplamasi; Silindrsimon magnetronli pushtirish maqsadi qoplama kamerasining yon tomoniga o'rnatiladi. Maqsad quvurlari qoplama jarayonida yo'naltiruvchi qoplama ehtiyojini qondirish uchun doimiy ravishda aylanadi.

(3) har xil tarkibiy qismlarning selektiv to'qnashuvi fenomeni, filmning porlashiga qarshi tezligi va adhezyoni har xil bo'lib, bu film va maqsadli komponentlar orasidagi katta farqga olib keladi. Tegishli jarayon sharoitlarini tanlash filmga qarshi ta'sirga qarshi ta'sirini minimallashtirishga olib keladi.

(4) bir nechta magnetronli pushtirish maqsadidan foydalanish va qoplama xonasida yordamchi magnit maydonni belgilash, maqsadning oldida magnit maydon taqsimoti mavjud bo'lmasa, maqsad va maqsadli magnit maydon ta'sirini o'rnatish orqali yopiq magnit maydon hosil qilsa, bir-birining o'zaro bog'liqlik ta'sirini hosil qiladi, plazma zichligi oshib boradi, artefaktlar ajralib chiqadi, shuning uchun ishlov beriladigan qismning ko'proq qirralari va bo'shliqlari cho'kindi qoplamaning maqsadiga erishadi. ANJIR. 1-shakl muvozanatning to'rt magnitronli titrlash maqsadlari va yordam magnit maydoni tomonidan hosil qilingan yopiq magnit maydonning sxematik diagrammasini ko'rsatadi.

2.4 tajriba natijalari va munozarasi

2012 yil dekabr oyidan 2013 yil fevraligacha kichkina shtamplash ishlov beruvchisi va aloqa moslamasi yuzasida po'choq qoplama sinovlari o'tkazildi. Kichkina shtamplash materiallari namunalari sinov natijalari namunalari: kino ko'rinishi yaxshi, hech qanday yoriq; Filmning qalinligi 1 m ~ 5 m; filmning bir xilligi 5% dan kamroq; Kichik teshik darajasi, 2000 gigabaytgacha filmning qattiqligi; Yuqori bog'lovchi quvvat; Kuchli yopishish, in'ektsiya qatlamini peeling qilish; Zo'r korozyon qarshiligi, issiqlikka chidamli va aşınma qarshiligi; Izotropik yaxshi; (2 ~ 13) m / s.ni tashkil etadi. Sinov jarayonida barcha indekslar dizayn talablariga javob berar ekan, unda materiallar zarrachalarining ionlash darajasi 75% dan 95% aloqa qurilmalari yuzasida kompozit plyonkaning natijalari ham kutilgan natijaga erishildi. Magnetronli pushti qoplamani bir necha qirralar va burchaklar va bir nechta bo'shliqlar bilan ishlov berish yuzasida yagona nazorat qilish choralarini o'rganish mumkin.

IKS PVD, asboblar, model, dekorativ, optik qoplama texnologiyasi, hozir biz bilan bog'laning, iks.pvd @ foxmail.com