Receitas de filme decorativo preto de revestimento de íon

Ion revestimento preto receitas de filmes decorativos

1. Comparação de materiais

⑴ TiC

O TiC é o filme preto duro mais comum e econômico. Cor pode realizar um desempenho mais profundo, resistentes ao desgaste é muito bom também, mas são tonal não muito esterlina, sempre em preto leve um pouco de amarelo. Além disso, como o ponto de fusão do titânio é relativamente baixo, é fácil produzir grandes partículas durante o sputtering, dificultando a melhora da sensibilidade óptica. A capacidade de anti-impressão digital também não é boa, esfregue amarelo, fique embaçada.

（2） CrC

O tom geral do CrC é melhor que o do TiC, que é menos preto mas mais puro e mais branco. Como o cromo muda diretamente do estado sólido para o estado gasoso durante a pulverização catódica, embora o coeficiente de crepitação do cromo seja muito grande e a taxa de deposição da camada de filme seja muito rápida, seu brilho óptico é melhor que o TiC. A proteção de impressão digital também é melhor que o TiC. O cr é um material frágil, e a tensão residual do filme é particularmente importante para a resistência ao desgaste.

（3） TiAlC

O TiCrAlC foi testado com um alvo plano pequeno e os resultados mostraram que a sensibilidade à luz e a resistência à impressão digital eram muito boas, o que pode ter duas razões: (1) a sensibilidade à luz e a resistência da impressão digital do material em si eram boas; (2) use bombardeio alvo plano. Ele também tem boa resistência ao desgaste, o que pode ser devido a: 1. (2) O próprio TiCrAlC é relativamente resistente ao desgaste; (3) a densidade de potência do alvo plano pequeno é relativamente alta, e as partículas de bombeamento têm alta energia, então o filme é denso.

（4） TiCrAlC

O TiCrAlC foi testado com um alvo plano pequeno e os resultados mostraram que a sensibilidade à luz e a resistência à impressão digital eram muito boas, o que pode ter duas razões: (1) a sensibilidade à luz e a resistência da impressão digital do material em si eram boas; (2) use bombardeio alvo plano. Ele também tem boa resistência ao desgaste, o que pode ser devido a: 1. (2) O próprio TiCrAlC é relativamente resistente ao desgaste; (3) a densidade de potência do alvo plano pequeno é relativamente alta, e as partículas de bombeamento têm alta energia, então o filme é denso.

（5） TiCN

O TiCN é um filme com boa dureza e resistência ao desgaste. Sua cor pode até ser mais negra que o TiC. Não é suave ao toque e tem uma sensação pegajosa.

2. Configuração da máquina experimental

（1） Fonte de Alimentação

1) Fonte de alimentação de média frequência AE

A precisão da fonte de energia AE é muito alta, a exigência de material alvo não é alta, a capacidade de auto-proteção da fonte de energia é relativamente forte, então a exigência de condições externas, como grau de vácuo é mais rigorosa, fácil de extinguir. O filme CrC revestido possui boa resistência a luz e impressões digitais, mas a cor é preta com azul. A resistência à abrasão também é a melhor das fontes de alimentação testadas.

2） Xinda fonte de alimentação de freqüência intermediária

O poder da nova fonte de alimentação é maior, pode ser usado em paralelo com uma das suas vantagens. O filme CrC era preto, mas branco, e a resistência ao desgaste era pior que a do poder do AE .

Fonte de alimentação de frequência média 3） Sp

A estabilidade da fonte de alimentação de shengpu é pior do que outra fonte de alimentação, e a potência real não é grande. O filme CrC banhado é ligeiramente amarelo e não se desgasta bem.

4） tecnologia de energia   fonte de alimentação de média frequência

O poder da tecnologia de energia é o maior, mas em uso de baixa energia quando o brilho é instável, alta potência quando o ruído é maior.

5） Sheng pu fonte de alimentação DC

O brilho da fonte de energia dc era azul, indicando que as partículas do sputter tinham energias mais altas. No entanto, o efeito de histerese do revestimento de energia CC é sério e o controle de cores é difícil.

（2） alvo de pulverização magnética

1） Alvo de cromo refrigerado a água direto VS Alvo de cromo resfriado a água indireto

O alvo direto de resfriamento a água pode usar fontes de alimentação mais altas devido ao seu melhor efeito de resfriamento (geralmente, a densidade de potência do resfriamento direto é de 25W / cm2, e a de interarrefecimento é de 15 ~ 20W / cm2). As partículas de metal do sputter são mais finas. No teste de eletricidade, o alvo direto de cromo refrigerado a água usava uma fonte de alimentação e uma fonte de alimentação AE, enquanto o alvo de cromo indiretamente refrigerado a água usava a fonte de alimentação de shengpu. Como resultado, o CrC plaqueado a partir do alvo direto de cromo refrigerado a água teve melhor desempenho (a fonte de alimentação também teve efeito). Além disso, o envenenamento direto por alvo de cromo refrigerado a água é superficial e o tempo de lavagem alvo é curto. Além disso, quando o alvo indireto de cromo refrigerado a água estava conectado à fonte de alimentação AE, o brilho era azul, as partículas de descarga estavam com alta energia e a pureza de Cr era maior que a do alvo de cromo resfriado a água. foi possível obter melhor revestimento. Quando a potência é de 3KW e o grau de vácuo é 0.1pa, ela também pode ser usada para configurar experimentos de bombardeamento de alvo de coluna.

Alvo de cilindro alvo VS plano

Um alvo planar esfria melhor do que um cilíndrico, então um filme melhor é normalmente produzido. Como o local de ataque do alvo planar é invariável, não é fácil ser envenenado, e filme mais espesso pode ser obtido. O teste atual é o bombardeamento de fonte de alimentação dc, substrato e, em seguida, o uso de filme de revestimento de energia de freqüência média de fonte de energia, o resultado é algumas horas de filme peeling, nenhuma comparação das vantagens e desvantagens do alvo plano e alvo cilíndrico. É necessário usar o alvo de arco para bombardear o substrato e usar o alvo plano para plaquear o filme, para ver se o desempenho do filme chapeado é melhorado?

Campo magnético (equilíbrio VS não equilibrado)

O objetivo do uso de campo magnético de não-equilíbrio é expandir a área de plasma, melhorar a energia das partículas depositadas na peça e, assim, melhorar a resistência ao desgaste. No entanto, os resultados experimentais mostram que a resistência ao desgaste do filme após o campo magnético de equilíbrio não é alterado significativamente, mas a sensibilidade à luz e a resistência da impressão digital são reduzidas. De acordo com a situação da superfície alvo após a mudança do campo magnético, a luz perto da superfície alvo é enfraquecida, e a luz no local mais distante do alvo é aumentada, o que indica que a área do plasma após a mudança para o não O campo magnético de equilíbrio é de fato expandido. Além disso, a corrente de polarização também aumentou, indicando que a taxa de ionização também aumentou.Como o aumento de tensão da fonte de alimentação, pode ser devido ao enfraquecimento do campo magnético em geral, e não é causado pelo não-equilíbrio. Por que o experimento foi diferente do esperado? Eu acho que há várias razões como segue: a tem um alto grau de não-equilíbrio, tornando a região do plasma muito grande e a energia das partículas depositadas muito grandes. Além disso, a taxa de deposição aumenta depois que a região do plasma se expande. Portanto, o conforto ótico diminui, enquanto a resistência ao desgaste não aumenta significativamente. Quando a potência da fonte de alimentação b aumenta, a quantidade de pulverização aumenta, a taxa de deposição aumenta e a ordem de luz é afetada. C não obteve o melhor processo de revestimento durante o teste de eletricidade, e os resultados experimentais apresentam alguns erros.

Pares alvos VS alvos gêmeos

O efeito da descarga luminosa no alvo dos pares foi muito melhor que o dos alvos gêmeos. De acordo com requisitos diferentes, o posicionamento fechado e a colocação de espelhos podem ser adotados para o alvo.

(3) fonte auxiliar (filamento)

Para o processo de revestimento de alvo de coluna única, se não houver filamento, a cor do filme não é uniforme, fácil de colorida, a ordem de luz e o efeito de impressão digital são particularmente baixos; Para frequência intermediária, o efeito de adicionar filamento não é óbvio. No processo de revestimento, o fluxo de C2H2 aumentou ligeiramente após a adição do filamento, indicando que o filamento desempenhou um certo papel na ionização, mas não muito. Outra função do filamento é aquecer a peça de trabalho. Comparado com o tubo de aquecimento, o aquecimento por colisão de elétrons de aquecimento não apenas aumenta a temperatura da peça de trabalho, mas também fornece aos átomos depositados uma energia cinética inicial, melhora sua capacidade de difusão e aumenta a atividade da camada de filme.

（3） posições do tubo de gás

Atualmente, três métodos de ventilação viáveis foram propostos: 1) a traquéia foi colocada entre alvos de freqüência intermediária para melhorar a taxa de ionização do gás de reação; 2) traquéia ao lado de um alvo, o objetivo é a traquéia ao lado do alvo como uma fonte de ionização, o outro alvo como fonte de pulverização catódica; 3) o gás de trabalho perto do alvo de pulverização, gás de reação próximo à peça de trabalho, para retardar o envenenamento do alvo.

3. Comparação dos métodos de revestimento ( frequência média vs. alvo central + filamento)

Teoricamente, a taxa de ionização de média frequência é muito maior que a do alvo de coluna única. Mas de acordo com os resultados experimentais, revestimento de freqüência intermediária tem certas vantagens em cor, leveza e resistência a impressões digitais, mas em termos de resistência ao desgaste é pior.As razões podem ser as seguintes: a partir da perspectiva de brilho, a maior parte do brilho usando a fonte de alimentação de média freqüência é branca (a luz branca é uma combinação de vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, lago e roxo) e sua energia é menor que a da luz azul gerada pela fonte de alimentação dc. Quando b usa a fonte de alimentação de média freqüência, geralmente é um campo magnético orientado, e as partículas de sputtering são concentradas em uma direção, de modo que seu brilho pode ser forte. O plasma é descontínuo no rasto da peça de trabalho e, portanto, o filme é descontínuo.   Alvo é de 360 ° e campo magnético única coluna, sputtering de partículas foram distribuídos uniformemente ao redor do alvo, a densidade de partículas não é alta também, é distribuída uniformemente na órbita da peça de trabalho, o crescimento do filme é o crescimento lento contínuo uniforme; O revestimento de média frequência C tem uma taxa de ionização mais alta e também é afetado pela pressão de polarização. A dureza do filme obtido é melhorada, o que é propício para o efeito anti-impressão digital, enquanto a tensão residual é aumentada, o que tem um impacto na resistência ao desgaste. Os dois alvos de d freqüência média são os pólos Yin e Yang um do outro. Quando gotejando como o cátodo, o alvo como o ânodo é resfriado para reduzir partículas grandes e melhorar a ordem da luz.

Influência dos parâmetros do processo

（ 1 ） Após a pressão de polarização é para dar íons uma energia adicional, de modo que o depósito de filme de mais dse, mas a tensão correspondente também aumentou.A taxa de ionização de pulverização catódica é entre 10% e 20%, em comparação com 20% para 40% de cátodo quente e 60% a 90% de multi-arco, a taxa de ionização é muito baixa. O carbono no filme vem do C2H2, enquanto o C2H2 só pode ser depositado no filme depois de ser ionizado em C + e CH + (poucos C2H2 são misturados ao filme), então o elemento C no filme é afetado pelo viés antes de ser depositado na peça Quando o viés é alto, o backsplash de C + do que os íons de metal para tornar a cor geral do filme mais leve.Além disso, com o aumento de viés, a dureza do filme aumenta, o que é propício para o efeito anti-impressão digital do filme, mas não é propício para a leveza.

（2） A taxa de serviço pode ser entendida como o revestimento do tempo de polarização da peça de trabalho, quanto maior a taxa de serviço, o total aplicado à energia iônica é maior, melhorar a dureza do filme, é favorável à capacidade de impedir impressões digitais, mas a taxa de deveres muito alta é fácil de desencadear.

（3） Como mencionado acima, a taxa de ionização da pulverização catódica é baixa, resultando em menos energia adicional aplicada pela tensão de polarização. Portanto, a energia inicial das partículas de pulverização e a perda de energia das partículas antes de serem depositadas na peça tornam-se mais importantes. Quanto maior a fonte de energia, maior será a energia inicial das partículas de sputtering. Portanto, a alta potência é propícia à resistência ao desgaste do filme.

（4） Quanto maior o vácuo do revestimento, menores os tempos de colisão das partículas, menor a perda de energia das partículas e melhor a resistência à abrasão do revestimento. Actualmente, o método de formação de película de baixa pressão relativamente popular tem um grau de vácuo inferior ou igual a 0,1 pa, e o material alvo é gravado mais uniformemente quando o grau de vácuo é elevado.

（5） Distância da base do alvo com um processo de filamento de alvo de coluna única, o uso de 12 varetas do TiC de quadro giratório grande, o resultado é que o grau de luz e o efeito anti-impressão digital foram significativamente melhorados, e a cor também está em 8 haste do que o pequeno quadro de giro para preto alguns, não tão amarelo, mas um monte de pobre resistência ao desgaste.

（6） O controle de fluxo do C2H2 tem uma grande influência no desempenho do filme. De um modo geral, o primeiro caminho rápido e lento é adotado. O fluxo de C2H2 no início é muito grande, o filme é fácil de colorido e o estresse é grande, não resistente ao desgaste; No início, o fluxo de C2H2 é muito pequeno e a dureza do filme diminui. Não é resistente ao desgaste e o tempo é longo. A condição de luz não é boa. Geralmente no início do fluxo de C2H2 no final do fluxo de revestimento C2H2 de cerca de um terço do bem.

Os parâmetros mencionados acima, mais o campo magnético do alvo de pulverização, são os fatores mais importantes que afetam a energia iônica de deposição e o estresse residual do filme. Apenas eles correspondem razoavelmente, podem obter a melhor tecnologia de revestimento, obter a melhor qualidade de filme.

Transition 7） Camada de transição de TiN O propósito da adição da camada de transição de TiN é adicionar uma camada inferior rígida e obter uma camada de filme mais resistente ao desgaste. No entanto, os resultados experimentais mostram que a resistência ao desgaste do processo de filamento alvo de um único pilar com a camada de transição de TiN é melhorada, mas não há alteração significativa para o processo de revestimento de frequência intermediária. Pode ser porque a dureza do filme do processo de filamento alvo de coluna única não é tão alta quanto aquela do processo de frequência intermediária. Além disso, o tempo de transição da camada de TiN é relativamente curto, o que não desempenha o papel de adicionar camada inferior rígida.

（8） Vácuo de fundo quanto maior o vácuo de fundo, menos impurezas introduzidas durante o revestimento, de modo que a cor do filme seja mais pura.

（9） Tempo tempo de revestimento é muito longo, fará com que o filme de ordem de luz e efeito anti-impressão digital é reduzido, e, o aumento no tempo, a espessura do filme, o estresse vai aumentar, pode diminuir a resistência ao desgaste.

（10） A camada de transição de metal é necessária para bombardear a peça de trabalho antes do revestimento para remover a camada de óxido na superfície. O backsplash de partículas de bombardeamento (energia a 100eV) é necessário. Tensão de polarização alta é necessária para aplicar energia adicional aos íons. No entanto, a pulverização catódica por magnetron (geralmente, a energia inicial das partículas é 2 ~ 20eV) tem baixa taxa de ionização, menos iões gerados, menos energia adicional aplicada pela tensão de polarização e dificuldade em remover a camada de óxido. A camada de transição de metal depositada (camada macia) ACTS como uma banda de cisalhamento, permitindo um certo "deslizamento relativo" entre a matriz e o TiC a um baixo nível de tensão. Mas a camada de transição de metal muito espessa suaviza a matriz e reduz a resistência ao desgaste.

（11） Além disso, Ar pode substituir o gás adsorvido da peça de trabalho e melhorar o vácuo de fundo. Devido ao pequeno efeito, o teste não viu efeito óbvio .

（12） Após a conclusão da limpeza de limpeza de revestimento pode remover o filme C livre, melhorar o efeito de impressão digital do filme. Mas se tem esse efeito, continua a ser testado.

IKS PVD , fonte de íons , sistema de revestimento por pulverização de frequência média , contato : iks.pvd@foxmail.com