Вакуумные магнетронные напылительные установки

Магнетронное распыление - это процесс физического осаждения из газовой фазы (PVD) при котором материал выбивается с поверхности мишени из-за её бомбардировки ионами рабочего газа (обычно это аргон). Ионы образуются при попадании технологического газа в прикатодное пространство магнетрона, в котором горит высоковакуумный тлеющий разряд (благодаря особой конфигурации магнитного поля над поверхностью мишени). После ионизации, ионы притягиваются к отрицательно заряженному катоду (мишени), где при попадании на его поверхность выбивают нейтральные атомы мишени. Которые в последствие оседают на подложке, образуя тонкоплёночное покрытие. Данный процесс распыления обычно происходит при давлениях порядка 2-5·10^-3 мбар (при питании магнетрона постоянным током) и 2-4·10^-2 мбар (при питании магнетрона током высокой частоты).

В качестве технологического газа может быть применён не только инертный, но и реактивный (например, азот, кислород и др.) или их комбинация. В таком случае процесс магнетронного распыления будет называться реактивным. Из-за того, что в данном процессе образуются ионы реактивных газов, мишень, спустя некоторое время, начинает закисляться. Это приводит к образованию диэлектрического покрытия на поверхности катода и как следствие прекращению горения плазмы. Данную проблему можно решить с помощью питания магнетрона током высокой частоты или с помощью плазменного монитора. С помощью данного метода магнетронного реактивного распыления можно получить разнообразные технологические покрытия. Например, триботехнические для автомобильной промышленности, такие как CrN, Cr2N. А также различные комбинации покрытий с алмазоподобным покрытием (DLC).

Для магнетронного метода распыления можно выделить несколько основных преимуществ относительно других PVD процессов:

Из-за того, что поверхность мишени постоянно охлаждается водой, её тепловое воздействие (а также атомов, осаждающихся на подложке) мало. В следствие чего данный метод применим для напыления покрытий на подложки чувствительные к температуре, такими как пластик и др.
Практически любой металл может быть распылён без его разложения.
Могут быть распылены непроводящие материалы.
Возможно напыление оксидных покрытий.
Возможно получить превосходная равномерность покрытия.
Из-за того, что плёнка получается путём осаждения атомов на подложке, покрытие получается очень гладким (лишённое капель).
Гибкость размеров напылительного оборудования. Можно использовать протяжённые катоды (до 2 метров), которые могут быть расположены в любом пространственном положении.

Несмотря на все выше перечисленные достоинства магнетронное напыление имеет ряд недостатков. Таких как:

Медленная скорость осаждения (примерно 20 нм/мин) по сравнению с электронно-лучевым или дуговым испарением.
Пониженная плотность плазмы (примерно 5%) по сравнению с дуговым распылением. Как следствие, более низкая адгезия покрытий.
Низкая эффективность использования материала (примерно 20-25%) по сравнению с электронно-лучевым или резистивным испарением.

Наша компания готова предложить установки магнетронного напыления для нанесения различных покрытий согласно требованиям заказчика. Данные установки обладают магнетронами с высоким коэффициентом использования материала мишени, удобством и быстроты их замены и оптимально сконфигурированной планетарной системой подложкодержателя для получения высокой равномерности покрытия на обрабатываемые детали. Также наши системы оснащены кварцевым измерителем толщины для точного контроля толщины напыляемого слоя. В добавок к этому возможна установка плазменного монитора для получения стабильного и предсказуемого результата при проведении процессов напыления. Помимо этого, наши магнетронные системы напыления обладают удобной и интуитивно понятной системой автоматизации технологического процесса.