Co to jest rozpylanie magnetronowe DC?

Napylanie magnetronowe DC jest jednym z kilku rodzajów napylania, które jest metodą fizycznego naparowywania cienkich warstw jednego materiału na inny materiał. Najpopularniejszymi metodami osadzania napylania stosowanymi w 2011 r. są napylanie wiązką jonów, napylanie diodowe i napylanie magnetronowe DC. Napylanie ma szeroką gamę zastosowań naukowych i przemysłowych i jest jednym z najszybciej rozwijających się procesów produkcyjnych stosowanych w nowoczesnej produkcji.

Mówiąc najprościej, rozpylanie zachodzi w komorze próżniowej, w której substancja jest bombardowana cząsteczkami zjonizowanego gazu, które wypierają atomy z substancji. Atomy te odlatują i uderzają w materiał docelowy, zwany podłożem, i wiążą się z nim na poziomie atomowym, tworząc bardzo cienką warstwę. Osadzanie przez rozpylanie odbywa się na poziomie atomowym, dzięki czemu folia i podłoże mają praktycznie nierozerwalne wiązanie, a proces wytwarza jednolitą, niezwykle cienką i opłacalną warstwę.

Magnetrony są używane w procesie rozpylania, aby pomóc kontrolować ścieżkę przemieszczanych atomów, które latają losowo wokół komory próżniowej. Komora jest wypełniona gazem o niskim ciśnieniu, często argonem, a kilka wysokonapięciowych katod magnetronowych jest umieszczanych za tarczą z materiału powłokowego. Wysokie napięcie płynie z magnetronów przez gaz i wytwarza wysokoenergetyczną plazmę, która uderza w cel materiału powłoki. Siła generowana przez te uderzenia jonów plazmy powoduje, że atomy wyrzucają się z materiału powłoki i łączą się z podłożem.

Atomy wyrzucane w procesie rozpylania zwykle przelatują przez komorę w przypadkowych wzorach. Magnetrony wytwarzają pola magnetyczne o wysokiej energii, które można ustawiać i manipulować w celu gromadzenia i przechowywania wytworzonej plazmy wokół podłoża. Zmusza to wyrzucane atomy do poruszania się po przewidywalnych ścieżkach do podłoża. Kontrolując ścieżkę atomów, można również przewidywać i kontrolować szybkość osadzania filmu i jego grubość.

Korzystanie z rozpylania magnetronowego DC pozwala inżynierom i naukowcom obliczyć czasy i procesy potrzebne do wytworzenia folii o określonej jakości. Nazywa się to kontrolą procesu i pozwala na wykorzystanie tej technologii przez przemysł w operacjach masowej produkcji. Na przykład rozpylanie jest wykorzystywane do tworzenia powłok dla soczewek optycznych stosowanych w przedmiotach takich jak lornetki, teleskopy oraz sprzęt na podczerwień i noktowizor. Przemysł komputerowy wykorzystuje płyty CD i DVD, które zostały wyprodukowane przy użyciu procesów napylania, a przemysł półprzewodników wykorzystuje napylanie do powlekania wielu rodzajów chipów i płytek.

Nowoczesne, izolowane okna o wysokiej wydajności wykorzystują szkło, które zostało pokryte metodą napylania, a wiele elementów metalowych, zabawek i elementów dekoracyjnych jest wytwarzanych w tym procesie. Inne branże wykorzystujące rozpylanie to przemysł lotniczy, obronny i motoryzacyjny, przemysł medyczny, energetyczny, oświetleniowy i szklarski oraz wiele innych. Pomimo szerokiego już zastosowania, przemysł nadal znajduje nowe zastosowania dla rozpylania magnetronowego prądem stałym.