Gemensammulti-bågjonplätering med vakuumbeläggningsutrustninganvänder antingen ljusbågsbombardement eller argonjonrening. Vilka är de specifika skillnaderna mellan de två?
Den ena är rengöring av metalljoner och den andra är rengöring av gasjoner; energinivåerna är olika, och principerna är också olika. Idag kommer Puyuan Vacuum att ge dig en detaljerad introduktion:
Multi-bågjonplätering använder en elektrisk ljusbågsurladdningsmetod för att direkt avdunsta metall på ett fast katodmål. Det förångade materialet består av joner från katodmaterialet som emitteras under katodbågsurladdningen. Denna enhet kräver inte en smält pool; målet som ska förångas är anslutet till katoden, och vakuumkammaren fungerar som anod. När triggerelektroden plötsligt och omedelbart kommer i kontakt med katodmålet, induceras en ljusbåge som genererar en starkt lysande katodbågsfläck på katodytan. Fläckens diameter är mindre än 100 µm, och strömtätheten inom fläcken kan nå 10³~10⁷ A/cm². Materialet i denna region avdunstar sedan omedelbart och joniseras. Katodbågspunkten rör sig slumpmässigt på katodytan med en hastighet av tiotals meter per sekund. Ett externt magnetfält används för att styra platsens bana och hastighet. För att upprätthålla vakuumbågen krävs i allmänhet en spänning på -20 till -40 V.
Principen för multi-bågjonplätering är baserad på teorin om kallkatods vakuumbågeurladdning, som hävdar att laddningsöverföringen under urladdningsprocessen uppnås genom den samtidiga existensen och ömsesidiga begränsningen av två mekanismer: fältelektronemission och positiv jonström. Under urladdningsprocessen avdunstar en stor mängd katodmaterial. De positiva jonerna som genereras av dessa ångmolekyler skapar ett extremt starkt elektriskt fält inom ett kort avstånd nära katodytan. Under påverkan av detta starka elektriska fält sänds elektroner ut i vakuumet som fältelektroner. Positiva joner kan stå för cirka 10 % av den totala ljusbågsströmmen. Metalljoner som attraheras till katodytan bildar ett rymdladdningsskikt, som i sin tur genererar ett starkt elektriskt fält, vilket gör att punkter på katodytan med låg arbetsfunktion (korngränser eller sprickor) börjar avge elektroner. Enskilda punkter med hög elektronemissionstäthet har hög strömtäthet. Jouleuppvärmning höjer temperaturen, genererar termionelektroner, vilket ytterligare ökar elektronemissionen. Denna positiva återkopplingseffekt orsakar lokaliserad strömkoncentration.
Joule-uppvärmningen som genereras av denna lokaliserade strömkoncentration orsakar lokal explosiv plasmabildning på katodmaterialets yta, emitterar elektroner och joner och lämnar urladdningsmärken. Smält katodmaterialpartiklar frigörs också. En del av de emitterade jonerna dras tillbaka till katodytan och bildar ett rymdladdningsskikt som genererar ett starkt elektriskt fält, vilket i sin tur gör att nya punkter med låg arbetsfunktion börjar sända ut elektroner.
Tekniken för fler-bågjonplätering av vakuumbeläggningsutrustning har följande egenskaper:
Fördelar: Den kan installeras godtyckligt för att säkerställa enhetlig filmtjocklek. Ett externt magnetfält förbättrar ljusbågsurladdningen; bryter upp bågen; ökar rotationshastigheten; förfinar filmpartiklar; och accelererar laddade partiklar. Hög metalljoniseringshastighet är fördelaktig för filmens enhetlighet och vidhäftning, vilket gör den till den optimala processen för jonplätering. En enskild båge tjänar flera syften: den fungerar som en förångningskälla, en reningskälla före- och en joniseringskälla.
Nackdelar: Vid hög effekt genereras lätt stora metallpartiklar, vilket påverkar beläggningskvaliteten; och ljusbågsurladdningsinstabilitet förekommer på vissa målmaterial.
Metoder för att minska droppgenerering inkluderar: reducering av urladdningseffekttäthet, ökning av bågfläckhastighet, förstärkning av katodkylningsåtgärder och användning av magnetisk filtrering.
