August 10, 2018
Công nghệ Royal Royal foucs cung cấp các giải pháp phủ chân không PVD, PECVD và PAPVD trên các nền con khác nhau để có được các tính chất mong đợi: như
1. nhựa PVD cứng chroming quá trình, PVD chrome lớp phủ để thay thế Cr6 + mạ điện giải pháp,
2. DPC trực tiếp mạ đồng trên tấm gốm (Al2O3, AlN),
3. Các màng tế bào nhiên liệu hydro được gửi bằng quy trình PECVD,
4. CsI cao chân không metallizing với quá trình bay hơi nhiệt cho X-Ray cao hình ảnh;
5. lớp phủ trang trí như ZrN vàng, TiN vàng TiAlN, TiAlC, ZrCN, CrC, CrCN trên thép không gỉ, thủy tinh, gốm, đồng thau, hợp kim kẽm, hợp kim nhôm, ABS sản phẩm vật liệu.
6. C60 Fullerene lắng đọng trên sản phẩm.
Chúng tôi đang nhắm tới việc hợp tác với nhiều tổ chức R & D để phát triển nhiều ứng dụng hơn.
Giới thiệu
Chân không là một môi trường mà áp suất khí thấp hơn môi trường xung quanh. Một plasma là một môi trường khí trong đó có đủ các ion và electron để có độ dẫn điện đáng kể. Lớp phủ chân không là sự lắng đọng của màng hoặc lớp phủ trong môi trường chân không (hoặc áp suất thấp). Nói chung, thuật ngữ này được áp dụng cho các quy trình gửi các nguyên tử (hoặc các phân tử) tại một thời điểm như lắng đọng hơi vật lý (PVD) hoặc quá trình lắng đọng hơi hóa học áp suất thấp (LP-CVD) hoặc CVD tăng cường huyết tương (PECVD). Trong quá trình PVD, vật liệu được lắng đọng đến từ sự bốc hơi của bề mặt rắn hoặc lỏng. Trong quy trình CVD, vật liệu được lắng đọng đến từ một loại tiền thân hơi hóa học bị phân hủy bằng cách giảm hoặc phân hủy do nhiệt - chủ yếu là trên bề mặt nóng.
Trong một số trường hợp, vật liệu được lắng đọng phản ứng với môi trường khí hoặc một loài được mã hóa để tạo thành một màng của vật liệu hỗn hợp như oxit, nitrit, cacbua hoặc cacbonitit. Trong quá trình xử lý CVD, việc sử dụng plasma để phân đoạn tiền chất hơi hóa học trong pha hơi cho phép quá trình phân hủy hoặc giảm tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn so với kích hoạt nhiệt một mình. PECVD có thể được thực hiện ở áp suất thấp như được sử dụng trong chế biến PVD (áp suất thấp PECVD, LP-PECVD), nơi mà hơi tiền thân bị phân hủy chủ yếu trong huyết tương. Trong một số trường hợp, quá trình lắng đọng lai của PVD và LP-PECVD được sử dụng để gửi các hợp kim, hợp chất hoặc hợp chất. Một ví dụ là carbonitrides kim loại trong đó carbon xuất phát từ tiền chất hơi hóa học như axetylen; nitơ đến từ khí; và kim loại từ bay hơi, phún xạ hoặc bốc hơi hồ quang của bề mặt rắn hoặc lỏng.
Phim dẫn điện
Màng kim loại là màng dẫn điện phổ biến nhất. Màng kim loại có thể được sử dụng làm kim loại "chăn" hoặc có thể được tạo thành các dây dẫn rời rạc ("sọc") bằng cách che phủ bề mặt trong quá trình lắng đọng hoặc bằng các quá trình khắc đá quang tiếp theo. Dây dẫn được sử dụng trong công nghệ vi mạch lai và trong sản xuất các thiết bị bán dẫn. Thông thường, các dây dẫn điện là các màng nhiều lớp (ngăn xếp) trong đó mỗi lớp có một chức năng. Ví dụ, màng ngăn dẫn có thể có thành phần: glass-Ti-Pd-Cu-Au. Titan (Ti) là lớp "keo", palladium (Pd) cung cấp khả năng chống ăn mòn, đồng (Cu) là chất dẫn điện và vàng (Au) cung cấp khả năng chống ăn mòn. Các dây dẫn kim loại trầm tích trong "vias" được sử dụng trong việc thiết lập các tiếp điểm điện giữa các lớp khác nhau trong sản xuất thiết bị bán dẫn. Chăn kim loại được sử dụng để cung cấp nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI) che chắn các cấu trúc như vỏ nhựa cho điện thoại di động, điện cực cho các tụ điện tụ điện cứng và linh hoạt, và bề mặt cho radar "chaff".
Các màng nitrit kim loại, cacbua và silic thường dẫn điện (Si 3 N 4 và AlN là các ngoại lệ quan trọng). Trong một số ứng dụng, phim của các vật liệu chịu lửa này được sử dụng để cung cấp các rào cản khuếch tán giữa các vật liệu. Ví dụ, trong kim loại bán dẫn, vật liệu điện cực nhôm hoặc vàng sẽ khuếch tán vào silicon trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao. Một màng titan nitride dẫn điện được lắng đọng trên bề mặt silicon trước khi điện cực kim loại được lắng đọng sẽ ngăn chặn sự khuếch tán. Tạo ra các liên hệ bán dẫn kim loại, dẫn điện, không dẫn điện, ổn định, dẫn điện bằng kim loại hoặc các hợp chất silic kim loại là một khía cạnh quan trọng của chế tạo thiết bị bán dẫn. Các nitrit kim loại như tantali nitrit (TaN) được sử dụng làm vật liệu điện trở màng mỏng. Oxit dẫn điện không trong suốt như crom trioxide (Cr 2 O 3 ), oxit chì (PbO) và oxy ruthenium (RuO) được sử dụng làm điện cực trong môi trường oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Chất siêu dẫn là vật liệu có điện trở suất bằng không dưới một số nhiệt độ tới hạn (T c ). Các chất siêu dẫn thấp hơn T (nhỏ hơn [<] 10 Kelvin [K]) thường là kim loại. Vật liệu siêu dẫn T cao hơn (lớn hơn [>] 50 K) là hỗn hợp của các oxit (yttrium-bismuth-đồng [Y-Bi-Cu] oxit, YBCO). Các màng mỏng siêu dẫn cao Tc thường được lắng đọng bằng laser ablation trong chân không.
Dây dẫn điện trong suốt
Màng oxit dẫn điện trong suốt (TCO), chẳng hạn như indium trioxide (Trong 2 O 3 ), thiếc dioxide (SnO 2 ), oxit kẽm (ZnO) và hợp kim ôxít indi và oxit thiếc (ITO), có nhiều ứng dụng như máy sưởi trên cửa sổ để rã đông, lớp phủ chống tĩnh điện trên màn hình hiển thị, điện cực trên màn hình phẳng và các thiết bị điện và điện cực trên màn hình cảm ứng (màn hình điện trở) và màn hình cảm ứng cứng (màn hình điện dung). Điện trở suất cho các bộ phim TCO có thể thay đổi từ lớn hơn 1.000 ohms trên mỗi "hình vuông" đến dưới 10 ohms trên mỗi hình vuông với truyền quang tốt.
Chất cách điện
Màng cách điện được sử dụng để cô lập các thành phần dẫn điện trong các thiết bị bán dẫn, và như một điện môi trong các tụ điện. Vật liệu màng cách điện thông thường là silicon dioxide (SiO 2 ), trioxit nhôm (Al 2 O 3 ), tantali pentoxit (Ta 2 O 5 ), nitrit silic (Si 3 N 4 ) và nitrit nhôm (AlN). Xen một màng oxit mỏng giữa một màng kim loại và một chất bán dẫn cho phép tạo thành thiết bị bán dẫn ôxít kim loại (MOS) công nghệ quan trọng. Lớp phủ dày của SiO 2 , với hệ số giãn nở nhiệt thấp của nó, có thể được lắp đặt trong bộ phận ngắt quãng. Lớp cách nhiệt SiO2, silic nitrua (Si 2 N 3 ) và thủy tinh được PECVD gửi để đóng gói và các lớp cách điện trong chế biến bán dẫn.
Màng quang
Màng quang, thường là màng đa lớp ("ngăn xếp"), là những bộ phim ảnh hưởng đến sự truyền quang hoặc phản chiếu của bề mặt. Chúng thường xen kẽ các lớp vật liệu có hàm lượng cao (germanium [Ge], Si, TiO 2 , zirconium dioxide [ZrO 2 ], SiO, xeri điôxit [CeO 2 ]) và chỉ số thấp (magiê florua [MgF 2 ], SiO 2 ) khúc xạ. Một ứng dụng chính là lớp phủ chống phản xạ (AR) trên ống kính. Ngăn xếp phim quang học có thể được sử dụng như bộ lọc quang học. Mật độ trung tính hoặc bộ lọc màu xám làm giảm cường độ ánh sáng như nhau cho tất cả các bước sóng; bộ lọc băng thông rộng ảnh hưởng đến việc truyền bức xạ trên một phạm vi bước sóng rộng, trong khi bộ lọc hẹp hoặc đơn sắc ảnh hưởng đến truyền qua một vùng bước sóng rất hẹp. Một ví dụ về một bộ lọc băng thông rộng là một "bộ lọc cạnh" mà "cắt đứt" tia cực tím (UV) phát ra bởi một đèn hơi thủy ngân. Ví dụ về các bộ lọc dải hẹp là các bộ lọc màu được sử dụng trong nhiếp ảnh và trong máy chiếu.
Một số ngăn xếp phim là một loại phim quang đặc biệt có màu liên quan đến góc quan sát (OVID). Những bộ phim này cho phép hình ảnh giống hình ba chiều. Những bộ phim OVID này được sử dụng làm thiết bị bảo mật để ngăn chặn hàng giả. Những bộ phim này là sự phát triển nhanh chóng của các bộ phim có nhiễu màu được sử dụng cho các bộ phim trang trí và khi được nghiền thành bột màu.
Lớp phủ điều khiển nhiệt
Thành phần của lớp phủ kiểm soát nhiệt trên các cửa sổ khác với kết quả cuối cùng mong muốn. Nếu đối tượng là để giữ cho bức xạ mặt trời đi vào qua cửa sổ, có thể sử dụng một màng nhiều lớp thủy tinh-TiO 2 -Cr-TiO 2 (lớp phủ điều khiển năng lượng mặt trời). Nếu vật thể giữ nhiệt trong phòng, có thể sử dụng một màng bạc mỏng để phản xạ 85% đến 95% bức xạ hồng ngoại ở nhiệt độ thấp trở lại phòng (lớp phủ low-E). Một trong những "lớp phủ kép E" là thủy tinh-ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-TiO 2 . ZnO cung cấp lớp phủ chống phản xạ.
Các loại lớp phủ điều khiển nhiệt khác được sử dụng để hấp thụ bức xạ mặt trời (hấp thụ năng lượng mặt trời), hấp thụ bức xạ mặt trời có chọn lọc và không phát ra bức xạ hồng ngoại (hấp thụ năng lượng mặt trời chọn lọc), hoặc có độ phát xạ cao để tăng cường làm mát bằng bức xạ. Lớp phủ rào cản nhiệt được sử dụng để giảm vận chuyển nhiệt từ môi trường nóng sang bề mặt. Zirconium oxide (ZrO 2 ) ổn định với oxit canxi (CaO), MgO hoặc Y 2 O 3 được sử dụng làm lớp phủ rào cản nhiệt trên các cánh tuabin động cơ máy bay.
Lớp phủ phản xạ
Màng kim loại được sử dụng rộng rãi cho các bề mặt phản xạ. Bạc thường được sử dụng khi ăn mòn không phải là một vấn đề, chẳng hạn như đối với gương mặt sau. Nhôm có thể được sử dụng như một phản xạ mặt trước hoặc mặt sau. Thông thường, phản xạ bề mặt phía trước được làm sáng, chẳng hạn như bộ phản xạ đèn pha, được phủ một lớp màng polymer bảo vệ (lớp phủ trên cùng). Chromium được sử dụng trên gương phản chiếu mặt trước khi ăn mòn là một vấn đề mặc dù độ phản xạ của nó trong ánh sáng nhìn thấy (60%) nhỏ hơn so với nhôm (> 90%). Các bộ phim phản chiếu được sử dụng trong nhiều ứng dụng thường gặp, chẳng hạn như trên các đĩa nhỏ gọn để lưu trữ video và nhạc, gương phản chiếu đèn và gương hình ảnh như gương chiếu hậu cho ô tô. Trong một số trường hợp, các màng đa lớp, tương tự như các màng quang đa lớp, được sử dụng để phản xạ có chọn lọc các bước sóng nhất định chứ không phải các bước sóng khác. Ví dụ là "gương lạnh" phản ánh bức xạ khả kiến nhưng không phải là bước sóng hồng ngoại và "gương nhiệt" phản xạ hồng ngoại nhưng không phản xạ được. Gương nhiệt được sử dụng để tăng nhiệt độ bên trong của đèn halogen. Gương lạnh được sử dụng để giảm nhiệt độ ánh sáng sân khấu trên các diễn viên.
Bao bì
Lớp phủ rào cản được sử dụng trên các màng polyme dẻo và giấy để đóng gói thực phẩm để giảm tốc độ truyền hơi nước (WVTR) và tốc độ truyền oxy (OTR) thông qua giấy hoặc màng polyme. Vật liệu phủ rào cản phổ biến nhất là nhôm, được lắng đọng trên cuộn màng polyme (web), sau đó được cung cấp cho "bộ chuyển đổi" chế tạo bao bì. Trong một số trường hợp, lớp phủ kim loại được lắng đọng trên bề mặt và sau đó "chuyển" sang màng bao bì. Lớp phủ rào cản trong suốt là mong muốn trong nhiều trường hợp. Các lớp SiO 2-x , bằng cách bay hơi phản ứng và PECVD và lớp phủ composite của SiO 2 : 30% Al 2 O 3 bởi sự bay hơi đồng tia E được sử dụng để tạo thành các lớp rào cản trong suốt. Vật liệu phủ composite dày đặc và linh hoạt hơn so với vật liệu lắng đọng SiO 2 hoặc Al 2 O 3 . Màng nhôm được sử dụng trên các bóng bay chứa helium polymer để giảm tổn thất helium.
Trang trí và trang trí / Mang lớp phủ
Metallization cho mục đích trang trí nghiêm ngặt là một thị trường lớn. Các ứng dụng thay đổi từ các polyme lớp phủ - sau đó được chuyển đổi sang sử dụng trang trí như bóng bay và nhãn - để mạ kim loại các sản phẩm ba chiều, chẳng hạn như danh hiệu thể thao, khuôn đúc kẽm và đồ trang trí bằng polyme đúc và hộp đựng mỹ phẩm. Thông thường các lớp phủ này bao gồm lớp phủ nhôm phản chiếu được lắng đọng trên lớp sơn mịn, sau đó phủ lên bằng sơn mài nhuộm để tạo lớp phủ màu và kết cấu mong muốn cũng như chống ăn mòn và chống mài mòn.
Trong một số ứng dụng, ngoài các khía cạnh trang trí của lớp phủ, lớp phủ được yêu cầu chịu được mài mòn. Ví dụ, titan nitride (TiN) có màu vàng và titanitit titan (TiC x N y ) có thể thay đổi màu từ vàng sang màu tím đến đen tùy theo thành phần. Zirconium nitride (ZrN) có màu đồng thau và chịu mài mòn và chống xước nhiều hơn đồng thau. Lớp phủ trang trí / mặc được sử dụng trên phần cứng cửa, đồ đạc ống nước, mặt hàng thời trang, phần cứng biển và các ứng dụng khác như vậy.
Lớp phủ cứng và chống mài mòn
Lớp phủ cứng thường được gọi là lớp phủ luyện kim và là một loại sơn phủ. Lớp phủ cứng được sử dụng để tăng hiệu quả cắt và tuổi thọ hoạt động của các dụng cụ cắt và duy trì dung sai chiều của các bộ phận được sử dụng trong các ứng dụng có thể xảy ra mài mòn, chẳng hạn như khuôn ép. Ngoài ra, lớp phủ có thể hoạt động như một rào cản khuếch tán nơi nhiệt độ cao được tạo ra bởi chuyển động giữa các bề mặt hoặc bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt. Có nhiều lớp vật liệu phủ cứng khác nhau. Chúng bao gồm: các oxit kim loại được liên kết ion hóa (Al 2 O 3 , ZrO 2 và TiO 2 ), các vật liệu liên kết cộng hóa trị (SiC, carbon boron [B4C], kim cương, kim cương giống carbon [DLC], TiC, AlN, CrC, hỗn hợp hợp kim cacbua, nitrit và cacbua hỗn hợp, và nitrit boron khối), và một số hợp kim kim loại (cobalt chromium nhôm yttrium [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). Trong một số trường hợp, lớp phủ có thể được xếp lớp để kết hợp các đặc tính.
Lớp phủ cứng cũng được sử dụng để giảm thiểu sự mệt mỏi, chẳng hạn như được tìm thấy trong vòng bi. Lớp phủ chống mài mòn cũng có thể được áp dụng cho các bề mặt có tải trọng nhẹ hoặc định kỳ. Ví dụ, lớp phủ cứng được lắng đọng trên nhựa để cải thiện khả năng chống trầy xước. Các ứng dụng trên ống kính nhựa đúc và tán máy bay bằng nhựa. Trong một số trường hợp, lớp phủ như SiO 2 hoặc Al 2 O 3 có thể được áp dụng cho các bề mặt cứng, như kính, để tăng khả năng chống trầy xước.
Phim hoạt động bằng điện
Màng silicon pha tạp được sử dụng trong các thiết bị bán dẫn, và những màng này thường được lắng đọng bằng kỹ thuật bay hơi PVD rất tinh vi được gọi là epitaxy chùm phân tử (MBE) hoặc kỹ thuật CVD của epitaxy pha hơi (VPE). Silicon vô định hình cho các pin mặt trời được PECVD gửi trên các mạng và các chất nền cứng nhắc. Các bộ phim electochromic, thay đổi sự truyền quang học trên ứng dụng của điện áp, phụ thuộc vào sự khuếch tán của một loài di động trong phim dưới một điện trường. Màng của vật liệu như selen có thể bị điện tích khi tiếp xúc với ánh sáng. Những bộ phim này được sử dụng để giữ mực trong máy photocopy.
Phương tiện lưu trữ từ
Vật liệu từ tính được phân loại là "cứng" hoặc "mềm" tùy thuộc vào độ cứng của nó để từ hóa, khử từ, hoặc "chuyển đổi" từ trường. Vật liệu từ mềm, chẳng hạn như Permalloys (sắt [Fe]: 40 đến 80% Ni) và Y 2 Fe 5 O 12 (garnet) được sử dụng trong các thiết bị lưu trữ bộ nhớ, nơi dữ liệu được thay đổi thường xuyên. Vật liệu từ cứng như Fe 3 O 4 , Co: Ni: vonfram [W], Co: rheni [Re], gadolinium [Gd]: Co, và Gd: terbi [Tb]: Fe được sử dụng trong các phương tiện ghi vĩnh viễn hơn như vậy dưới dạng băng âm thanh. Các kỹ thuật khác nhau được sử dụng để xác định các từ trường hoạt động như các trang lưu trữ.
Lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn
Bảo vệ từ một môi trường hóa học tích cực có thể được thực hiện bằng nhiều cách. Bề mặt có thể được phủ một vật liệu trơ hoặc bằng vật liệu tạo thành bề mặt bảo vệ sau khi phản ứng với môi trường hoặc với vật liệu sẽ được loại bỏ một cách hy sinh để bảo vệ vật liệu bên dưới. Tantali, bạch kim và carbon là trơ trong nhiều môi trường hóa học. Ví dụ, lớp phủ carbon được sử dụng trên kim loại được cấy ghép trong cơ thể con người để cung cấp khả năng tương thích. Trong các bộ phận công nghiệp hàng không vũ trụ được phủ nhôm bởi quá trình PVD lắng đọng hơi ion (IVD) để ngăn chặn sự ăn mòn điện của các vật liệu khác nhau khi tiếp xúc.
Các hợp kim crôm, nhôm, silicon và MCrAlY (trong đó M là Ni, Co, Fe) sẽ phản ứng với oxy để tạo thành một lớp oxit bảo vệ mạch lạc trên bề mặt. Nếu các ion kim loại (Fe, Cu) khuếch tán nhanh hơn oxy thông qua oxit, một oxit dày sẽ hình thành trên bề mặt. Nếu oxy khuếch tán nhanh hơn thông qua oxit so với các ion kim loại (Al, Si, Ti, Zr - kim loại "van"), quá trình oxy hóa sẽ xảy ra ở giao diện và một oxit mỏng sẽ được hình thành. Lớp phủ hợp kim MCrAlY được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ trên các cánh tuabin động cơ máy bay. Cadmium, nhôm và Al: hợp kim Zn được sử dụng làm lớp phủ hy sinh mạ kẽm trên thép. Chân không cadmium ("vac cad") mạ có lợi thế hơn cadmium mạ điện trong đó không có khả năng của sự nén khí hydro của thép cường độ cao khi xử lý lắng đọng chân không được sử dụng.
Chất bôi trơn phim rắn / Lớp phủ ma sát thấp
NASA đi tiên phong trong việc sử dụng chất bôi trơn rắn màng mỏng được hút chân không. Các chất bôi trơn có hai loại: các chất bôi trơn kim loại cắt thấp - chẳng hạn như bạc và chì - và các vật liệu hợp chất dạng cắt - chẳng hạn như molypden disulfua (MoS 2 ). Các chất bôi trơn kim loại cắt thấp được sử dụng trong các ứng dụng mô-men xoắn cao như các cực dương quay trong các ống X quang. Vật liệu hợp chất thấp cắt được sử dụng trong các ứng dụng cơ khí trong chân không và nơi chất bôi trơn "leo" có thể là một vấn đề. Bởi vì chỉ cần một màng rất mỏng để bôi trơn, việc áp dụng màng bôi trơn không dẫn đến thay đổi đáng kể kích thước. Lớp phủ ma sát thấp chứa cacbon kim loại (Me-C) được sử dụng để giảm mài mòn trong các ứng dụng tiếp xúc cơ học
Cấu trúc tự do
Cấu trúc đơn lập có thể được thực hiện bằng cách đặt lớp phủ lên bề mặt (trục gá), sau đó tách lớp phủ khỏi bề mặt trục gá hoặc hòa tan trục gá. Kỹ thuật này rất hữu ích cho việc chế tạo các cấu trúc rất mỏng, các bề mặt phức tạp, hoặc lá hoặc các tấm vật liệu khó bị biến dạng bằng cách cán. Ví dụ là các cửa sổ beryllium được sử dụng cho truyền tia X, các nón hình nón mỏng cho các loa âm thanh tần số cao và các lá hợp kim kim loại Ti-V-Al. Một ứng dụng tương đối mới là sản xuất các hệ thống vi cơ điện (MEMS), nơi các cấu trúc rất nhỏ được chế tạo bằng cách sử dụng quá trình lắng đọng và khắc.
Áo khoác cơ sở cho mạ điện
Các vật liệu khó mạ điện vì sự hình thành oxit nhanh có thể có lớp phủ nền bám dính được áp dụng bởi các quy trình PVD và sau đó lớp phủ được tích tụ bằng điện cực. Các ví dụ được mạ trên titan, uranium và zirconium, nơi lớp phủ cơ bản của vật liệu như niken hoặc đồng được áp dụng bởi một quá trình PVD trước khi lớp phủ mạ điện được tạo ra.
Màng polymer
Có sự quan tâm ngày càng tăng trong việc gửi màng polyme hữu cơ và vô cơ trong chân không. Những màng này có thể được hình thành bằng cách ngưng tụ một monomer theo sau là tia E hoặc tia cực tím để polymer hóa monomer hoặc bằng cách trùng hợp plasma của monome. Tiền thân monome có thể tạo ra một vật liệu polymer cacbon, silic hoặc boron thường chứa hydro, clo hoặc flo. Màng chứa flo được sử dụng để tạo thành bề mặt kỵ nước.
------------------------------------------- Bài viết từ Donald M. Mattox, Management Plus, Inc.
