Comuneapparecchiature per rivestimento sotto vuoto con placcatura ionica multi-arcoutilizza il bombardamento ad arco o la pulizia con ioni di argon. Quali sono le differenze specifiche tra i due?
Uno è la pulizia degli ioni metallici e l'altro è la pulizia degli ioni gas; i livelli di energia sono diversi e anche i principi sono diversi. Oggi, Puyuan Vacuum ti fornirà un'introduzione dettagliata:
La placcatura ionica multi-arco utilizza un metodo di scarica ad arco elettrico per far evaporare direttamente il metallo su un bersaglio catodico solido. Il materiale evaporato è costituito da ioni del materiale catodico emessi durante la scarica dell'arco catodico. Questo dispositivo non richiede un bagno di fusione; il target da evaporare è collegato al catodo e la camera a vuoto funge da anodo. Quando l'elettrodo di innesco entra in contatto improvvisamente e istantaneamente con il bersaglio del catodo, viene indotto un arco, generando un punto dell'arco catodico brillantemente luminoso sulla superficie del catodo. Il diametro dello spot è inferiore a 100 µm e la densità di corrente all'interno dello spot può raggiungere 10³~10⁷ A/cm². Il materiale in questa regione evapora e si ionizza istantaneamente. Il punto dell'arco catodico si muove casualmente sulla superficie del catodo ad una velocità di decine di metri al secondo. Un campo magnetico esterno viene utilizzato per controllare la traiettoria e la velocità del punto. Per mantenere l'arco sottovuoto è generalmente necessaria una tensione compresa tra -20 e -40 V.
Il principio della placcatura ionica multi-arco si basa sulla teoria della scarica ad arco sotto vuoto con catodo freddo, che presuppone che il trasferimento di carica durante il processo di scarica sia ottenuto attraverso l'esistenza simultanea e il vincolo reciproco di due meccanismi: emissione di elettroni di campo e corrente di ioni positivi. Durante il processo di scarica, una grande quantità di materiale catodico evapora. Gli ioni positivi generati da queste molecole di vapore creano un campo elettrico estremamente forte a breve distanza vicino alla superficie del catodo. Sotto l'influenza di questo forte campo elettrico, gli elettroni vengono emessi nel vuoto come elettroni di campo. Gli ioni positivi possono rappresentare circa il 10% della corrente totale dell'arco. Gli ioni metallici attratti dalla superficie del catodo formano uno strato di carica spaziale, che a sua volta genera un forte campo elettrico, facendo sì che i punti sulla superficie del catodo con bassa funzione di lavoro (confini di grano o fessure) inizino a emettere elettroni. I singoli punti con un'elevata densità di emissione di elettroni hanno un'elevata densità di corrente. Il riscaldamento Joule aumenta la temperatura, generando elettroni termoionici, aumentando ulteriormente l'emissione di elettroni. Questo effetto di feedback positivo provoca una concentrazione di corrente localizzata.
Il riscaldamento Joule generato da questa concentrazione localizzata di corrente provoca la formazione localizzata di plasma esplosivo sulla superficie del materiale catodico, emettendo elettroni e ioni e lasciando segni di scarica. Vengono rilasciate anche particelle di materiale catodico fuso. Alcuni degli ioni emessi vengono attratti nuovamente verso la superficie del catodo, formando uno strato di carica spaziale, generando un forte campo elettrico, che a sua volta fa sì che nuovi punti con funzione di lavoro bassa inizino a emettere elettroni.
La tecnologia delle apparecchiature di rivestimento sottovuoto per placcatura ionica multi-ha le seguenti caratteristiche:
Vantaggi: può essere installato arbitrariamente per garantire uno spessore uniforme del film. Un campo magnetico esterno migliora la scarica dell'arco; spezza l'arco; aumenta la velocità di rotazione; affina le particelle di pellicola; e accelera le particelle cariche. L'elevata velocità di ionizzazione del metallo è vantaggiosa per l'uniformità e l'adesione della pellicola, rendendolo il processo ottimale per la placcatura ionica. Un singolo arco ha molteplici scopi: funge da fonte di evaporazione, fonte di purificazione pre-bombardamento e fonte di ionizzazione.
Svantaggi: ad alta potenza, si generano facilmente particelle metalliche di grandi dimensioni, che influiscono sulla qualità del rivestimento; e su alcuni materiali target si verifica instabilità della scarica dell'arco.
I metodi per ridurre la generazione di goccioline includono: riduzione della densità di potenza di scarica, aumento della velocità del punto dell'arco, rafforzamento delle misure di raffreddamento del catodo e utilizzo della filtrazione magnetica.
