กระบวนการหลัก:
- แมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่งสุญญากาศ (ชั้นบาง-บางพิเศษ / บาง / ปานกลาง-)
- กระบวนการชุบชั้นใต้ด้วยไฟฟ้า + กระบวนการแมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่ง (ชั้นหนา)
ประเภทเป้าหมายโลหะผสมนิกเกิล:
NiCr, NiTi, NiCu, NiCrAl (พารามิเตอร์ทั่วไป; การปรับเปลี่ยนเล็กน้อยสามารถทำได้ตามองค์ประกอบของโลหะผสมเฉพาะ)
วัสดุพื้นผิว:
ทองแดง / โมลิบดีนัม / ไทเทเนียม / กราไฟท์ (พื้นผิวเป้าหมายที่ใช้กันทั่วไป)
ความหนาของชั้นเคลือบเทียบกับลักษณะกระบวนการและการใช้งาน
| ช่วงความหนาของการเคลือบผิว | ลักษณะกระบวนการที่สำคัญ | สภาพแวดล้อมการใช้งานทั่วไป | ประเภทเป้าหมายตัวแทน |
|---|---|---|---|
| ชั้นบางพิเศษ- (0.1–1 μm) | อัตราการสปัตเตอร์ต่ำ ต้องอาศัยการควบคุมกำลังและเวลาในการสะสมอย่างแม่นยำ ความสม่ำเสมอของความหนาที่สูงมาก | 1. ชั้นการปรับเปลี่ยนพื้นผิวสำหรับเป้าหมายชิปเซมิคอนดักเตอร์เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน 2. ชั้นการเปลี่ยนผ่านสำหรับเป้าหมายการเคลือบด้วยแสงเพื่อเพิ่มการสะท้อนแสง 3. การเคลือบป้องกันการกัดกร่อน-สำหรับเป้าหมายอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำซึ่งใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย |
เป้าหมายโลหะผสม NiCr (เซมิคอนดักเตอร์); เป้าหมายโลหะผสม NiTi (การใช้งานเชิงแสง) |
| ชั้นบาง (1–10 μm) | ปรับสมดุลความสม่ำเสมอของการเคลือบและต้นทุน เหมาะสำหรับกระบวนการแมกนีตรอนสปัตเตอร์หรือการชุบด้วยไฟฟ้า + สปัตเตอร์คอมโพสิต | 1. ชั้นการติดประสานสำหรับเป้าหมายแมกนีตรอนระนาบเพื่อเชื่อมต่อวัสดุเป้าหมายกับแผ่นรอง (เช่น แผ่นรองหลังทองแดง) 2. ชั้นการทำงานสำหรับเป้าหมายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้า 3. ชั้นป้องกันสำหรับชิ้นงานเคลือบสูญญากาศทั่วไปภายใต้สภาวะโหลดปานกลาง- |
เป้าหมายโลหะผสม NiCu (ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์); เป้าหมายนิกเกิลบริสุทธิ์ (ชั้นพันธะ) |
| ชั้นหนาปานกลาง- (10–30 μm) | ต้องใช้การสปัตเตอร์แบบแบ่งส่วนเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นมากเกินไป แนะนำให้อบอ่อนหลังการทับถมเพื่อลดความเครียดภายใน | 1. ชั้นต้านทานการสึกหรอ-สำหรับชิ้นงานที่หมุนเพื่อยืดอายุการใช้งานใน-การใช้งานสปัตเตอร์กำลังสูง 2. การเคลือบป้องกันสำหรับชิ้นงานที่ทนต่อการกัดกร่อน-ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือมีกรด/ด่างเล็กน้อย 3. ชั้นฐานสำหรับเป้าหมายสเปรย์ความร้อนเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของสารเคลือบและสารตั้งต้น |
เป้าหมายโลหะผสม NiCrAl (ความต้านทานการสึกหรอ); เป้าหมายโลหะผสม NiMo (ความต้านทานการกัดกร่อน) |
| ชั้นหนา (30–50 μm) | การชุบชั้นใต้ด้วยไฟฟ้ารวมกับการสปัตเตอร์หนาขึ้นเพื่อลดเวลาและต้นทุนในการสปัตเตอร์โดยรวม | 1. ชั้นรับน้ำหนัก-สำหรับเป้าหมายการเคลือบทางอุตสาหกรรมที่มีกำลังสูง- ซึ่งใช้ในการสปัตเตอร์ต่อเนื่องระยะยาว- 2. ชั้นป้องกันสำหรับชิ้นงานที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง (เช่น การใช้งานทางทะเล) 3. เลเยอร์การแก้ไขความเรียบสำหรับเป้าหมายขนาดใหญ่- |
เป้าหมายโลหะผสม NiTi (การเคลือบอุตสาหกรรม); เป้าหมายโลหะผสม NiCr (สภาพแวดล้อมที่รุนแรง) |
ที่สาม ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับกระบวนการจับคู่และความหนาของการเคลือบผิว
1. การควบคุมความสม่ำเสมอของความหนา
ควรควบคุมความหนาของการเคลือบทั่วทั้งพื้นผิวเป้าหมายทั้งหมด±5%. การเบี่ยงเบนที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การกัดเซาะของเป้าหมายที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการสปัตเตอร์ ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณภาพการเคลือบ ความสม่ำเสมอสามารถปรับปรุงได้โดยการปรับเป้าหมายให้เหมาะสม-ถึง-ระยะห่างของวัสดุพิมพ์ และใช้การหมุนวัสดุพิมพ์
2. ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบการเคลือบและความหนา
- สำหรับชั้นบางพิเศษ- (< 1 μm)แนะนำให้ใช้การเคลือบนิกเกิลที่มีส่วนประกอบเดียว-เพื่อหลีกเลี่ยงการแยกองค์ประกอบของโลหะผสม
- สำหรับthicker layers (> 10 μm)การเคลือบโลหะผสมนิกเกิลที่มีองค์ประกอบหลาย- สามารถใช้เพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งาน เช่น ความต้านทานการสึกหรอหรือการกัดกร่อน
3. ผลกระทบของสภาพแวดล้อมการใช้งานต่อความหนาของผิวเคลือบ
- การใช้งานสปัตเตอร์ที่มีการสึกหรอสูง-หรือ-กำลังสูง→ สารเคลือบหนาปานกลาง-หรือหนา (10–50 μm)
- การใช้งานอิเล็กทรอนิกส์และออปติคอลที่มีความแม่นยำ→ การเคลือบบางพิเศษ-หรือบาง (0.1–10 μm)
- สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงมากขึ้น→ การเคลือบที่หนาขึ้นรวมกับโลหะผสมนิกเกิล-ที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่น NiCr, NiMo)
