შესავალი რკალური იონური მოოქროვების (AIP) და მისი გამოყენება ხელსაწყოების საფარებში

რკალური იონური მოპირკეთება (AIP)ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი შტოა ფიზიკური ორთქლის დეპონირება (PVD) ტექნოლოგია.
ცნობილია თავისი მაღალი იონიზაციის სიჩქარე, სწრაფი დეპონირების სიჩქარე და შესანიშნავი აპკ-სუბსტრატის ადჰეზია, AIP გახდა ქვაკუთხედი ამ სფეროში ფუნქციური საფარი ხელსაწყოებისა და ფორმებისთვის.
მისი პრინციპი ეფუძნება ვაკუუმური რკალის განმუხტვის თეორიავაკუუმის პირობებში, კათოდის სამიზნესა და ანოდს შორის ელექტრული რკალი წარმოიქმნება, რაც იწვევს სამიზნე მასალის დაშლას. აორთქლება, იონიზაციადა საფარის სახით დეპონირებასუბსტრატზე უარყოფითი ძაბვის ქვეშ.

1.ტექნიკური პრინციპი და მახასიათებლები

AIP-ის არსი მდგომარეობს შემდეგში: კათოდური რკალის განმუხტვის პროცესი.
როდესაც პალატის წნევა მიაღწევს 10⁻³–10⁻¹ პადა გამოიყენება რამდენიმე ათეული ამპერის დენი რამდენიმე ათეული ვოლტის ძაბვით, მცირე მაღალი ენერგიის რკალის ლაქებიგამოჩნდება კათოდის ზედაპირზე.
ეს ლაქები შემთხვევით მოძრაობენ სამიზნის გასწვრივ წამში ათეულობით და ასობით მეტრის სიჩქარით, დენის სიმკვრივით კი... 10⁶–10⁸ ა/სმ², რაც იწვევს სამიზნე მასალის ლოკალიზებულ დნობას, აორთქლებას და მაღალ იონიზაციას.
შედეგად მიღებული პლაზმაშედგება ლითონის იონების, ატომებისა და ელექტრონებისგან.

AIP-ის ერთ-ერთი უდიდესი ძლიერი მხარე მისი... უკიდურესად მაღალი იონიზაციის მაჩვენებელი (60%-90%), რაც გაცილებით აღემატება მაგნეტრონული გაფრქვევისას მიღებულ მაჩვენებელს.
ეს საშუალებას იძლევა ნაწილაკების დაფარვის ენერგიები 10–100 eV-ს შორისაჩქარებული იყოს სუბსტრატის ძაბვით (−30-დან −1000 ვ-მდე), რაც უზრუნველყოფს გაფრქვევით-გაწმენდის ეფექტიდა ფორმირება მკვრივი, კარგად წებოვანი საფარი.

თუმცა, AIP გარდაუვლად წარმოქმნის "წვეთები"— სამიზნე მასალიდან გამოტყორცნილი მიკროსკოპული გამდნარი ნაწილაკები — რომლებიც ზრდის ზედაპირის უხეშობას და შეიძლება გამოიწვიოს საფარის დეფექტები.
ამის გადასაჭრელად, მცირე რკალის წყაროდა მაგნიტური ფილტრაციაშემუშავდა ტექნოლოგიები, რომლებიც ეფექტურად გამოყოფენ წვეთებს პლაზმისგან და მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ საფარის ხარისხს.

2. პროცესის პარამეტრები და საფარის ეფექტურობა

AIP მოიცავს მრავალ პარამეტრს, როგორიცაა: სამიზნე დენი, სუბსტრატის მიკერძოების ძაბვა, სამუშაო წნევადა დეპონირების ტემპერატურა.

სამიზნე დენიგავლენას ახდენს აორთქლების სიჩქარეზე და პლაზმის სიმკვრივეზე.

გადახრის ძაბვაგანსაზღვრავს იონური დაბომბვის ენერგიას, გავლენას ახდენს ფირის სტრუქტურასა და შინაგან სტრესზე.

სამუშაო წნევაგავლენას ახდენს პლაზმის ქცევასა და ნაწილაკების საშუალო თავისუფალ გზაზე.

ამ პარამეტრების რეგულირებით, შესაძლებელია სხვადასხვა საფარის მიკროსტრუქტურის მიღება:

ქვედა ძაბვა (−50-დან −60 ვ-მდე) წარმოქმნის სვეტოვანი სტრუქტურები,

უფრო მაღალი გადახრის (−80-დან −200 ვოლტამდე) ფორმები მკვრივი თანაბარი მარცვლებიუმაღლესი კომპაქტურობით.

ელემენტარული დოპინგი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი რეგულირების მეთოდია:

ალუმინი (Al)ხელს უწყობს ფორმირებას მკვრივი Al₂O₃, რაც ზრდის ცვეთისა და დაჟანგვისადმი მდგრადობას.

სილიციუმი (Si)იწვევს ნანოკომპოზიტური საფარი(Si₃N₄-ამორფული ფაზა, რომელიც ახვევს კრისტალურ მარცვლებს), რაც აუმჯობესებს სიმტკიცეს, ცვეთამედეგობას და თერმულ სტაბილურობას.

3. გამოყენება საჭრელი ხელსაწყოების საფარებში

ხელსაწყოს საფარიყველაზე განვითარებული და ფართოდ გავრცელებული გამოყენებაა რკალური იონური მოპირკეთება.
ის მოიცავს სამ ძირითად კატეგორიას:

(1) ჩანართის საფარი

მათ შორის სატრინინგო ჩანართები, ფრეზირების ჩანართები და ღარების შესასრულებელი ჩანართები, ოპტიმიზებულია უხეში დამუშავების, ნახევრად დამუშავების და დასრულების ოპერაციებისთვის — განსაკუთრებით უჟანგავ ფოლადზე.
უწყვეტი ან წყვეტილი ჭრისთვის შეირჩევა სხვადასხვა ტიპის საფარი.
წარმომადგენლობითი საფარები მოიცავს Huasheng Nanotechnology-ის SS330და HMT130პროცესები.

(2) ღეროს ხელსაწყოს საფარი

მათ შორის ბოლო წისქვილები, ბურღები და ონკანები.

• ფრეზირების საჭრელები:

რბილი ფოლადებისთვის → AN510 პრო(ჰუაშენგის ნანოტექნოლოგია)

ზოგადი გამოყენებისთვის → HLM300

გამაგრებული ფოლადებისთვის → HDR, HDU

• ბურღები:

ზოგადი დანიშნულების → HPD130

მაღალი სიმტკიცის, მაღალსიჩქარიანი ბურღვა → HPD124

• ონკანები:

ძირითადად TiN საფარი, შეზღუდული გამოყენებით TiCNდა სხვები.

(3) სპეციალური ფორმის ხელსაწყოების საფარი

მათ შორის ქურისებრი საჭრელები, მექანიზმის ფორმირების საჭრელები, ხერხის პირები და ლენტური ხერხის ხელსაწყოები.
ამათთვის, წინასწარი და შემდგომი დამუშავება(მაგ., საფარის მოცილება, გაწმენდა, ქვიშაქვით დამუშავება, პასივაცია) აუცილებელია საფარის თანმიმდევრული ხარისხის უზრუნველსაყოფად.
ტიპიური პროცესი: Huasheng Nanotechnology-ის HAE სერიის საფარები.

4. ტექნოლოგიური განვითარება და მომავლის ტენდენციები

AIP ტექნოლოგია ვითარდება ინტეგრაცია, ინტელექტი და ჰიბრიდიზაცია.

მრავალრკალური წყაროს სისტემები(მაგ., Huasheng MD800პლუს, WO1500 რკალური საფარის მანქანები) მიაღწიონ ერთგვაროვან ფირის დალექვას რთულ ხელსაწყოების გეომეტრიაზე.

პულსური მიკერძოების ტექნოლოგია(მაგ., Huasheng G4 ჰიბრიდული სისტემა) ეფექტურად ამცირებს შინაგან სტრესს.

რკალური + მაგნეტრონის ჰიბრიდული საფარის სისტემები(მაგ., ჰუაშენგი HD500) აერთიანებს მაღალ იონიზაციას წვეთების დაბალ წარმოქმნასთან, რაც უზრუნველყოფს ზედაპირის უმაღლეს ხარისხს.

ამასობაში, ჩნდება მაღალი ენტროპიის შენადნობის საფარიდა ნანო-მრავალშრიანი სტრუქტურებიაფართოებენ AIP აპლიკაციების საზღვრებს მაღალი კლასის წარმოებაში.

დასკვნა

როგორც ზრდასრული და მრავალმხრივი ზედაპირული ინჟინერიის ტექნოლოგია, რკალური იონური მოპირკეთება (AIP)კვლავ შეუცვლელი როლის შესრულებას განაგრძობს პროდუქტის მუშაობის გაუმჯობესებადა სტრატეგიული მასალების დაზოგვა.
მისი მიმდინარე ინოვაციები გააგრძელებს წინსვლას მაღალი დონის სიზუსტის წარმოება.

გუანდუნგ ჰუაშენგი ნანოტექნოლოგიის კომპანია, შპს
https://www.hscoat.com
ექსპერტები PVD საფარის გადაწყვეტილებები, სპეციალიზაცია რკალური იონური მოპირკეთება, ჰიბრიდული საფარის სისტემები და მაღალი ხარისხის ხელსაწყოების საფარი.