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  • Introducción de deposición catódica del arco
    Jan 11, 2018

    Deposición catódica del arco es un proceso de escala industrial ampliamente utilizado para la aplicación de recubrimientos de capa fina de alta calidad. El proceso se basa en baja tensión, alta física actual de arco catódico que producen un denso plasma altamente ionizado. Deposición catódica del arco se caracteriza por un plasma casi deposición 100% ionizados con iones de deposición relativamente alta energía.


    Deposición catódica del arco trabaja bajo condiciones de vacío cabezas de depósito especialmente diseñado. Deposición catódica del arco puede funcionar en cualquiera DC o pulsada modos. En cualquier caso, una fuente de alimentación aplica un voltaje que produce una descarga de arco entre un ánodo y un cátodo. El arco actual se concentra sobre una pequeña superficie en el cátodo que crea una densidad de corriente extremadamente alta (~ 1012 A/m2) en lo que generalmente se llaman "puntos catódicos".


    Esta alta densidad de corriente se asocia con una densidad de energía extremadamente alta (~ 1013 W/m2) que produce una transformación de fase localizada del sólido blanco (el material del cátodo) deposición casi totalmente ionizado plasma. El plasma se expande rápidamente en el ambiente vacío hacia el sustrato.


    En el momento de la deposición en el substrato, el plasma tiene velocidades iones con energías cinéticas de aproximadamente 20 eV para elementos ligeros y 200 eV para los elementos pesados. Esto puede ser comparado de la farfulla, donde la energía es a lo más unos pocos eV. 


    Hay una serie de ventajas a las energías más altas de iones asociadas con la deposición catódica del arco. Por ejemplo, películas de la deposición catódica del arco tienden a ser más denso y han producido mejores características de la adherencia de películas utilizando otros métodos. Los átomos depositados penetran en la superficie, fijación de la capa a la superficie con alta adherencia.


    Los iones energéticos creados por deposición catódica del arco también permiten el uso de temperaturas más bajas del substrato en comparación con otros procesos. Esto es porque los iones de la deposición catódica del arco llevan energía suficiente como para películas denso, compacto de forma sin necesidad de energía térmica adicional por el sustrato.


    Fracción de alta ionización de deposición catódica de arco permite que el material de deposición para controlarse. Por ejemplo por el substrato de la polarización, la energía del impacto de los iones sobre el sustrato puede ser aumentada. La corriente de plasma también puede ser rastered usando campos magnéticos, que permite que el material de deposición se muevan sobre la superficie, con un promedio de la capa sin mover el sustrato.


    Para la deposición reactiva, deposición catódica del arco permite películas químicamente exactas a ser producido en una amplia gama de presiones de gas. Esto alivia la necesidad de control de presión exacto, que aumenta el rendimiento y reducen retrabajos, reducción del coste de la capa. Por el contrario, farfulla reactiva comúnmente sufre de "destino, envenenamiento," en que el oxígeno afecta a la superficie de los óxidos blanco y formas, que influyen en la tasa de sputter. Esto crea problemas de uniformidad con la capa. Debido a la energía asociada a los procesos de la deposición catódica del arco, destino envenenamiento no ocurre tan fácilmente, produciendo más películas uniforme con menos problemas.


    El proceso de la deposición catódica del arco produce la llamada "macro partículas" (o gotas) junto con el plasma de la deposición. Varían en tamaño desde menos de un micrómetro a unos 10 micrómetros de diámetro en macro partículas. Para muchas aplicaciones de la capa (capas de herramienta por ejemplo) las partículas macro no son perjudiciales y no se adoptan medidas para eliminarlas. Sin embargo, para algunas aplicaciones (por ejemplo, recubrimientos ópticos) las macros degradan la capa suficiente que debe eliminarse. Generalmente esto se logra mediante filtros magnético de 90 grados que el plasma de la deposición de las trayectorias de línea recta de las macros. Usa un filtro, sobre el 99% de las macros se quitan, producción de recubrimientos de alta calidad, libre de partículas.


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