ما الفرق بين الاخرق والتبخر؟

بينما توجد طرق متعددة لترسيب البخار الفيزيائي (PVD) ، يعد رش البلازما وتبخر الحزمة الإلكترونية من أكثر الطرق شيوعًا. يمكن أن تساعدك معرفة الفرق بين الرش والتبخر في تحديد الخيار الذي يناسب تطبيق PVD الخاص بك بشكل أفضل.

في عملية الاخرق ، تصطدم الأيونات النشطة بهدف فصل الذرات عن المادة المستهدفة أو تطايرها. بدلاً من ذلك ، يتضمن التبخر تسخين مادة المصدر بعد درجة حرارة التبخر.

بقدر ما قد يبدو هذا واضحًا ، هناك الكثير من طرق PVD هذه. يقارن هذا المنشور بين الطريقتين ، موضحًا ما هما عليهما وإبراز إيجابياتهما وسلبيتهما.

وأوضح الاخرق

الرش هو عملية PVD تمكن من تكوين أغشية رقيقة باستخدام ذرات متناثرة. تأتي أنظمة الرش في أنواع مختلفة ، بما في ذلك شعاع الأيونات ورذاذ المغنطرون.

يتضمن تفتيت الحزمة الأيونية تركيز حزمة أيون إلكترون على هدف لرش المواد على الركيزة.

تبدأ العملية بوضع السطح الذي يحتاج إلى الطلاء داخل حجرة مفرغة مملوءة بذرات غاز خاملة وغير تفاعلية.

تستقبل المادة المصدر بعد ذلك شحنة سالبة تحولها إلى كاثود وتتسبب في تدفق الإلكترونات الحرة منه. ثم تصطدم الإلكترونات الحرة بالإلكترونات المحيطة بذرات الغاز سالبة الشحنة.

نتيجة لذلك ، يتم طرد إلكترونات الغاز ، وتحويل ذرات الغاز إلى أيونات موجبة الشحنة عالية الطاقة. ثم تجذب مادة المصدر هذه الأيونات ، التي تصطدم بسرعة عالية لدرجة أنها تفصل الجزيئات ذات الحجم الذري.

تعبر الجسيمات المتناثرة أخيرًا الغرفة ، وتهبط على الركيزة لإنشاء فيلم من الأيونات المستهدفة المقذوفة.

نظرًا لأن الأيونات تمتلك نفس الاتجاه والطاقة ، فإن هذه العملية تساعد في تحقيق كثافة وجودة عالية للغشاء.

من ناحية أخرى ، فإن رش المغنطرون هو طريقة طلاء تعتمد على البلازما حيث تصطدم الأيونات الموجبة الشحنة من البلازما المحصورة مغناطيسيًا بمواد المصدر سالبة الشحنة. يقذف الاصطدام الذرات من المادة ، ويترسبها على ركيزة.

مع حدوث العملية في مجال مغناطيسي مغلق ، فإنها تحبس الإلكترونات بشكل أفضل ، مما يزيد من الكفاءة. من خلال القيام بذلك ، تساعد الطريقة في إنتاج جودة فيلم جيدة وتوفر أعلى قابلية للتوسع لأي طريقة PVD.

شرح التبخر الحراري

يكمن الاختلاف الرئيسي بين الرش والتبخر في كيفية إنتاج أغشية الطلاء.

يمكنك قراءة المزيد عن طريقة PVD في مقالة التبخر الحراري المفصلة في Korvus Technology .

يعتمد التبخر الحراري على الحرارة لتبخر أو تسامي مادة مصدر صلبة. ومع ذلك ، على غرار الرش ، يأتي التبخر الحراري أيضًا في أشكال عديدة ، التبخر الحراري المقاوم ، وتبخر الحزمة الإلكترونية.

مع التبخر الحراري المقاوم ، يتم استرداد الطاقة الحرارية من مصدر حرارة مقاوم ويتم تطبيقها على مادة مصدر الحالة الصلبة في غرفة مفرغة. تبخر الحرارة المادة وتنتج بخارًا عالي الضغط يتكثف على الركيزة ويشكل غشاء رقيقًا.

بسبب البيئة ، تخلق غرفة التفريغ ، حتى بخار الضغط المنخفض يمكن أن يخلق سحابة بخار من الجسيمات المتبخرة التي يمكن أن تلتصق بسطح الركيزة.

تنتج طريقة التبخير طبقات طلاء أكثر سمكًا ، وتسمح بتبخر سريع للوميض ، وتعمل بشكل جيد للتطبيقات الصناعية التي تستخدم ملامسات كهربائية.

يستخدم تبخر الحزمة الإلكترونية شعاعًا إلكترونيًا ، حيث تركز كمية كبيرة من الطاقة على مادة المصدر في بوتقة مبردة بالماء أو موقد نحاسي.

يخلق شعاع الإلكترون درجات حرارة عالية للغاية تبخر المواد بدرجات حرارة انصهار عالية. ثم يستقر هذا البخار على الركيزة ، ويشكل فيلمًا من المادة المتبخرة.

إيجابيات وسلبيات الاخرق والتبخر

إيجابيات الاخرق

اعتمادًا على نوع الاخرق الذي تختاره ، يمكنك الاستمتاع بالعديد من الفوائد. على سبيل المثال ، تشمل المزايا التي يقدمها رش المغنطرون ما يلي:

• التوحيد ، مما يساعدك على تحقيق عائد أفضل
• انخفاض مستويات الشوائب
• كثافة فيلم مذهلة ، مع إجهاد متوسط ​​إلى مرتفع
• أعلى معدلات قابلية التوسع ، مع الأتمتة المتاحة
• معدل ترسيب عالي ، مثالي للتطبيقات ذات الإنتاجية العالية

بدلاً من ذلك ، يمكنك الاستمتاع بامتيازات مثل:

• التوحيد الممتاز أفضل عمليات PVD
• أدنى مستويات الشوائب في أي عملية PVD
• فيلم بأعلى جودة ، أعلى من جميع عمليات PVD
• إتجاهية ممتازة وذات تحكم عالي
• مثالي لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة
• تشتت وامتصاص أقل من عمليات PVD الأخرى

سلبيات الاخرق

نعم ، تبعثر شعاع الأيونات يخلق الأغشية الأكثر كثافة والأكثر جودة ، ويوفر رش المغنطرون أعلى قابلية للتوسع. ومع ذلك ، فإن طرق ترسيب البخار الفيزيائي لها بعض الجوانب السلبية.

على سبيل المثال ، تشمل العيوب التي قد تواجهها مع الاخرق المغنطروني ما يلي:

• اتجاهية منخفضة
• ارتفاع التكاليف
• نظام عالي التعقيد
• معدلات الترسيب السيئة للعوازل الكهربائية
• تسخين الركيزة ، خاصة عند التعامل مع مادة مستهدفة نشطة

هناك أيضًا بعض العيوب التي تؤدي إلى رش شعاع الأيونات ، مثل:

• التوتر العالي
• قابلية منخفضة للتوسع ، مما يقلل من الإنتاجية
• معدلات ترسيب منخفضة
• معقدة للغاية ومكلفة
• أبطأ طريقة ترسيب

إيجابيات التبخر

بالنسبة للتبخر ، فإن كل من الحزمة الإلكترونية والتبخر الحراري المقاوم لهما مزايا وعيوب مميزة.

على سبيل المثال ، يوفر تبخير الحزمة الإلكترونية مزايا مثل:

• انخفاض مستويات الشوائب
• الاتجاهية الجيدة
• معدلات ترسب عالية
• إنتاجية عالية
• تجانس ممتاز عند استخدام الأقنعة والكواكب
• توافق مصدر المساعدة الأيونية

يتيح لك اختيار مقاومة التبخر الحراري الاستمتاع بما يلي:

• معدلات ترسب عالية
• بساطة
• الاتجاهية الجيدة
• القدرة على تحمل التكاليف
• تجانس ممتاز

هذه الطريقة مثالية أيضًا للمواد ذات نقاط الانصهار المنخفضة ، ويمكن استخدامها مع غير المعادن والمعادن ، وهي مناسبة للتطبيقات التي تستخدم الملامسات الكهربائية.

سلبيات التبخر

تشمل عيوب مقاومة التبخر الحراري ما يلي:

• أعلى مستويات النجاسة
• قابلية محدودة للتوسع
• جودة فيلم منخفضة الكثافة
• إجهاد فيلم معتدل
• انتظام ضعيف بدون أقنعة وكواكب

مع تبخر الحزمة الإلكترونية ، سيتعين عليك التعامل مع:

• تعقيد نظام معتدل
• مقاومة الإجهاد المعتدلة
• قابلية محدودة للتوسع في معدلات الترسيب والاستخدام المنخفضة
• تكاليف معتدلة

الخلاصة - أيهما يجب أن تستخدم؟

في حين أن الاخرق ينتج تجانسًا وجودة أفضل للفيلم ، إلا أنه أكثر تكلفة وتعقيدًا. بدلاً من ذلك ، في حين أن التبخر مثالي للحالات التي تتطلب إنتاجية عالية وحجمًا للإنتاج ، إلا أن قابلية التوسع محدودة.

عند تحديد الطريقة التي يجب استخدامها ، اختر الخيار الذي يوفر التوازن الصحيح بين العائد والتكلفة وجودة الفيلم والإنتاجية. يجب عليك أيضًا مراعاة التطبيق الصناعي للطريقة وتفضيلاتك.

هل تحتاج إلى مساعدة في قرارك؟ تواصل مع تكنولوجيا Korvus.

يسعدنا التحدث معك عن الفرق بين التبخر والتبخر وكيف يمكن لنظام HEX الخاص بنا أن يساعدك.