August 10, 2018
Shanghai Royal Technology foucs menyediakan PVD, PECVD dan PAPVD solusi pelapisan vakum pada berbagai subtrat untuk mendapatkan film properti yang diharapkan: seperti
1. proses PVD hard chroming plastik, PVD lapisan krom untuk menggantikan Cr6 + solusi elektroplating,
2. DPC langsung berlapis tembaga pada lembaran keramik (Al2O3, AlN),
3. Hidrogen Sel Bahan Bakar Kendaraan moudule film depositon oleh proses PECVD,
4. CsI vakum metallizing tinggi dengan proses penguapan panas untuk pencitraan X-Ray tinggi;
5. lapisan dekoratif seperti emas ZrN, TiN emas TiAlN, TiAlC, ZrCN, CrC, CrCN pada stainless steel, kaca, keramik, kuningan, paduan seng, paduan aluminium, produk bahan ABS.
6. C60 Fullerene deposisi pada produk.
Kami bertujuan untuk bekerja sama dengan lebih banyak organisasi R & D untuk mengembangkan lebih banyak aplikasi.
pengantar
Vakum adalah lingkungan di mana tekanan gas kurang dari ambien. Plasma adalah lingkungan gas di mana ada cukup ion dan elektron untuk itu menjadi konduktivitas listrik yang cukup. Lapisan vakum adalah pengendapan film atau lapisan dalam lingkungan vakum (atau tekanan rendah plasma). Umumnya istilah ini diterapkan pada proses yang menyimpan atom (atau molekul) satu per satu waktu seperti deposisi uap fisik (PVD) atau proses deposisi uap kimia bertekanan rendah (LP-CVD) atau CVD plasma yang ditingkatkan (PECVD). Dalam proses PVD, material yang diendapkan berasal dari penguapan permukaan padat atau cair. Dalam proses CVD, material yang diendapkan berasal dari spesies prekursor uap kimia yang terurai oleh reduksi atau dekomposisi termal — sebagian besar pada permukaan yang panas.
Dalam beberapa kasus, bahan yang diendapkan bereaksi dengan lingkungan gas atau spesies codeposited untuk membentuk film dari bahan senyawa seperti oksida, nitrida, karbida, atau karbonitrida. Dalam pengolahan CVD, penggunaan plasma untuk memecah prekursor uap kimia dalam fase uap memungkinkan proses dekomposisi atau reduksi untuk melanjutkan pada suhu yang lebih rendah daripada dengan aktivasi termal saja. PECVD dapat dilakukan pada tekanan serendah yang digunakan dalam pemrosesan PVD (PECVD tekanan rendah, LP-PECVD), di mana uap prekursor terdekomposisi terutama dalam plasma. Dalam beberapa kasus proses pengendapan hibrida PVD dan LP-PECVD digunakan untuk menyimpan paduan, komposisi, atau senyawa. Contohnya adalah carbonitrides logam di mana karbon berasal dari prekursor uap kimia seperti asetilena; nitrogen berasal dari gas; dan logam dari penguapan, sputtering, atau penguapan busur dari permukaan padat atau cair.
Film Konduktif Elektrik
Film logam adalah film konduktor listrik yang paling umum. Film logam dapat digunakan sebagai "selimut" metalisasi atau dapat dibentuk menjadi garis konduktor diskrit ("garis") dengan menutupi substrat selama pengendapan atau dengan proses etsa photolithographic berikutnya. Garis konduktor digunakan dalam teknologi microcircuit hibrida dan dalam pembuatan perangkat semikonduktor. Seringkali, konduktor listrik adalah film multilayer (tumpukan) di mana setiap lapisan memiliki fungsi. Sebagai contoh, tumpukan film konduktor mungkin memiliki komposisi: kaca-Ti-Pd-Cu-Au. Titanium (Ti) adalah lapisan "lem", paladium (Pd) memberikan ketahanan terhadap korosi, tembaga (Cu) adalah konduktor listrik, dan emas (Au) memberikan perlindungan korosi. Konduktor logam yang disimpan dalam "vias" digunakan dalam membangun kontak listrik antara lapisan yang berbeda dalam manufaktur perangkat semikonduktor. Metalisasi blanket digunakan untuk memberikan interferensi elektromagnetik (EMI) dan gangguan frekuensi radio (RFI) pada struktur seperti kasus plastik untuk telepon seluler, elektroda untuk elektroda kapasitor kaku dan fleksibel, dan permukaan untuk radar "sekam."
Film nitrida logam, karbida, dan silisida umumnya bersifat konduktif listrik (Si 3 N 4 dan AlN merupakan pengecualian penting). Dalam beberapa aplikasi, film dari bahan tahan api ini digunakan untuk memberikan hambatan difusi antara bahan. Misalnya, dalam metalisasi semikonduktor, aluminium atau bahan elektroda emas akan berdifusi ke silikon selama pemrosesan suhu tinggi. Sebuah film titanium nitrida elektrik konduktif diendapkan pada permukaan silikon sebelum elektroda logam disimpan akan mencegah difusi. Menghasilkan kontak semikonduktor logam yang stabil, elektrik, konduktif, tidak terkontrol, atau logam-silisida merupakan aspek penting dari fabrikasi perangkat semikonduktor. Nitrida logam seperti tantalum nitride (TaN) digunakan sebagai bahan penghambat film tipis. Tidak transparan oksida elektrik konduktif seperti kromium trioksida (Cr 2 O 3 ), oksida timah (PbO), dan ruthenium oksigen (RuO) digunakan sebagai elektroda di atmosfer pengoksidasi suhu tinggi.
Superkonduktor adalah bahan yang mendekati nol tahanan listrik di bawah suhu kritis ( Tc ). Low-Tc (kurang dari [<] 10 Kelvin [K]) superkonduktor sering adalah logam. Bahan superkonduktor high-T c (lebih besar dari [>] 50 K) adalah campuran oksida (yttrium-bismut-tembaga [Y-Bi-Cu] oksida, YBCO). Film tipis superkonduktor Tc-tinggi sering disimpan oleh ablasi laser dalam ruang hampa.
Konduktor Listrik Transparan
Film konduktif oksida (TCO) transparan, seperti indium trioksida (Dalam 2 O 3 ), timah dioksida (SnO 2 ), seng oksida (ZnO) dan paduan oksida indium dan oksida timah (ITO), memiliki banyak aplikasi seperti pemanas pada jendela untuk pencairan, pelapis antistatis pada layar tampilan, elektroda pada display panel datar dan perangkat elektrokromik, dan elektroda pada layar fleksibel (layar resistif) dan layar sentuh kaku (layar kapasitif). Resistivitas listrik untuk film TCO dapat bervariasi dari lebih dari 1.000 ohm per "persegi" menjadi kurang dari 10 ohm per persegi dengan transmisi optik yang baik.
Insulator Listrik
Film isolasi elektrik digunakan untuk mengisolasi komponen konduktor listrik dalam perangkat semikonduktor, dan sebagai dielektrik dalam kapasitor. Bahan film insulator umum adalah silikon dioksida (SiO2), aluminium trioksida (Al2O3), tantalum pentoksida (Ta2O5), silikon nitrida (Si3N4), dan aluminium nitrida (AlN). Interposing film oksida tipis antara film logam dan semikonduktor memungkinkan pembentukan perangkat metal-oksida-semikonduktor (MOS) yang penting secara teknologi. Pelapis tebal SiO 2 , dengan koefisien ekspansi termal rendah, dapat diendapkan. Isolasi lapisan SiO 2 , silikon nitrida (Si 2 N 3 ), dan kaca diendapkan oleh PECVD untuk enkapsulasi dan lapisan insulasi dalam proses semikonduktor.
Film Optik
Film optik, biasanya film multilayer ("tumpuk"), adalah film yang mempengaruhi transmisi optik atau refleksi permukaan. Mereka umumnya merupakan lapisan bolak-balik dari bahan-bahan yang memiliki indeks tinggi (germanium [Ge], Si, TiO2, zirkonium dioksida [ZrO2], SiO, cerium dioksida [CeO2]) dan rendah (magnesium fluorida [MgF2], SiO2). pembiasan. Aplikasi utama adalah pelapis antirefleksi (AR) pada lensa. Tumpukan film optik dapat digunakan sebagai filter optik. Kepadatan netral atau filter abu-abu mengurangi intensitas cahaya secara merata untuk semua panjang gelombang; filter broadband mempengaruhi transmisi radiasi melalui rentang panjang gelombang yang lebar, sementara filter sempit atau monokromatik mempengaruhi transmisi melalui wilayah panjang gelombang yang sangat sempit. Contoh filter broadband adalah "filter tepi" yang "memotong" ultraviolet (UV) yang dipancarkan oleh lampu uap merkuri. Contoh filter narrow-band adalah filter warna yang digunakan dalam fotografi dan proyektor.
Beberapa tumpukan film adalah jenis khusus film optik yang memiliki warna yang terkait dengan sudut pengamatan (OVID). Film-film ini memungkinkan pencitraan holografik. Film OVID ini digunakan sebagai perangkat keamanan untuk mencegah pemalsuan. Film-film ini adalah hasil dari film-film berwarna interferensi yang digunakan untuk film dekoratif dan, ketika dilumatkan, sebagai pigmen.
Pelapisan Kontrol Termal
Komposisi pelapisan kontrol termal pada jendela berbeda dengan hasil akhir yang diinginkan. Jika tujuannya adalah untuk menjaga radiasi matahari masuk melalui jendela, film multilayer kaca-TiO 2 -Cr-TiO 2 dapat digunakan (lapisan kontrol surya). Jika tujuannya adalah untuk menjaga panas di ruangan, film tipis perak dapat digunakan untuk mencerminkan 85% hingga 95% dari radiasi inframerah suhu rendah kembali ke ruangan (lapisan E rendah). Salah satu "lapisan E ganda" semacam itu adalah kaca-ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-Ag- (Ti) -ZnO-TiO 2 . ZnO menyediakan lapisan antireflektif.
Jenis lain dari pelapis kontrol termal digunakan untuk menyerap radiasi matahari (solar absorbers), selektif menyerap radiasi matahari dan tidak memancarkan radiasi inframerah (selektif solar absorber), atau memiliki emisivitas tinggi untuk meningkatkan pendinginan oleh radiasi. Lapisan penghalang termal digunakan untuk mengurangi transportasi termal dari lingkungan panas ke substrat. Zirkonium oksida (ZrO2) distabilisasi dengan kalsium oksida (CaO), MgO, atau Y 2 O 3 digunakan sebagai lapisan penghalang termal pada bilah turbin mesin pesawat terbang.
Lapisan Reflektor
Film logam banyak digunakan untuk permukaan reflektor. Perak sering digunakan ketika korosi tidak menjadi masalah, seperti cermin belakang-permukaan. Aluminium dapat digunakan baik sebagai reflektor permukaan depan atau belakang-permukaan. Seringkali, reflektor permukaan depan aluminized, seperti reflektor lampu, dilapisi dengan film polimer pelindung (lapisan atas). Chromium digunakan pada reflektor permukaan depan ketika korosi menjadi masalah meskipun reflektivitasnya terlihat (60%) lebih kecil dari aluminium (> 90%). Film reflektor digunakan dalam berbagai aplikasi yang biasa ditemui, seperti pada compact disc untuk penyimpanan video dan musik, reflektor lampu, dan cermin visual seperti kaca spion untuk mobil. Dalam beberapa kasus film multilayer, mirip dengan film optik multilayer, digunakan untuk secara selektif mencerminkan panjang gelombang tertentu dan bukan yang lain. Contohnya adalah "cermin dingin" yang mencerminkan radiasi yang terlihat tetapi bukan panjang gelombang inframerah dan "cermin panas" yang memantulkan inframerah tetapi tidak terlihat. Cermin panas digunakan untuk menaikkan suhu internal lampu halogen. Cermin dingin digunakan untuk mengurangi panas pencahayaan panggung pada para aktor.
Pengemasan
Barrier coating digunakan pada film polimer fleksibel dan kertas untuk kemasan makanan untuk mengurangi laju transmisi uap air (WVTR) dan laju transmisi oksigen (OTR) melalui kertas atau film polimer. Bahan pelapis penghalang yang paling umum adalah aluminium, yang disimpan pada gulungan film polimer (web), kemudian dipasok ke "konverter" yang membuat kemasan. Dalam beberapa kasus pelapisan logam disimpan di permukaan dan kemudian "ditransfer" ke film kemasan. Lapisan penghalang transparan diinginkan dalam banyak contoh. Lapisan SiO 2-x , oleh evaporasi reaktif dan PECVD dan pelapis komposit SiO 2 : 30% Al2O3 oleh E-beam co-evaporation digunakan untuk membentuk lapisan penghalang transparan. Bahan pelapis komposit lebih padat dan lentur dari pada material yang disimpan SiO2 atau Al2O3 saja. Film aluminium digunakan pada balon berisi polimer helium untuk mengurangi hilangnya helium.
Pelapisan Dekoratif dan Dekoratif / Pakai
Metallisasi untuk tujuan sangat dekoratif adalah pasar yang besar. Aplikasi bervariasi dari lapisan polimer polimer — yang kemudian dikonversi menjadi penggunaan dekoratif seperti balon dan label — menjadi metalisasi artikel tiga dimensi, seperti piala olahraga, die cast seng, dan cetakan perlengkapan dekoratif polimer, dan wadah kosmetik. Seringkali pelapis ini terdiri dari lapisan aluminium reflektif yang diendapkan pada lapisan dasar yang halus, kemudian dilapisi dengan lacquer yang dicelup untuk memberikan lapisan warna dan tekstur yang diinginkan dan juga ketahanan korosi dan aus.
Dalam beberapa aplikasi, selain aspek dekoratif dari lapisan, lapisan diperlukan untuk menahan aus. Sebagai contoh, titanium nitrida (TiN) berwarna emas, dan titanium carbonitride (TiC x N y ) dapat bervariasi dalam warna dari emas ke ungu menjadi hitam tergantung pada komposisi. Zirkonium nitrida (ZrN) memiliki warna kuningan dan jauh lebih tahan aus dan anti gores daripada kuningan. Pelapis dekoratif / pakai digunakan pada perangkat keras pintu, perlengkapan pipa, barang mode, perangkat keras kelautan, dan aplikasi lain semacam itu.
Pelapisan Keras dan Tahan Aus
Lapisan keras sering disebut lapisan metalurgi dan merupakan jenis lapisan tribological. Lapisan keras digunakan untuk meningkatkan efisiensi pemotongan dan umur operasional alat pemotong dan untuk menjaga toleransi dimensi komponen yang digunakan dalam aplikasi di mana aus dapat terjadi, seperti cetakan injeksi. Selain itu, lapisan dapat bertindak sebagai penghalang difusi di mana suhu tinggi dihasilkan oleh gerakan antara permukaan atau perlindungan korosi di lingkungan agresif. Ada berbagai kelas bahan pelapis keras. Mereka termasuk: oksida logam ikatan ion (Al 2 O 3 , ZrO 2 , dan TiO 2 ), bahan berikatan kovalen (SiC, boron karbon [B4C], berlian, berlian seperti karbon [DLC], TiC, AlN, CrC, campuran karbida, nitrida dan campuran senyawa carbonitride, dan boron nitrida kubik), dan beberapa paduan logam (cobalt kromium aluminium yttrium [CoCrAlY], NiAl, NiCrBSi). Dalam beberapa kasus pelapisan dapat berlapis untuk menggabungkan properti.
Lapisan keras juga digunakan untuk meminimalkan keausan kelelahan, seperti yang ditemukan pada bantalan bola. Pelapis tahan aus juga dapat diterapkan ke permukaan di mana ada beban ringan atau berkala. Misalnya, pelapis keras disimpan pada plastik untuk meningkatkan ketahanan gores. Aplikasi menggunakan lensa plastik dan kanopi pesawat plastik. Dalam beberapa kasus, pelapis yang memakai, seperti SiO 2 atau Al 2 O 3 , dapat diaplikasikan pada permukaan yang sudah keras, seperti kaca, untuk meningkatkan tahanan goresan.
Film Aktif secara Elektrik
Film silikon doped digunakan dalam perangkat semikonduktor, dan film-film ini sering disimpan oleh teknik evaporasi PVD yang sangat canggih yang disebut sinar molekuler epitaxy (MBE) atau teknik CVD dari fase uap epitaksi (VPE). Silikon amorf untuk sel surya diendapkan oleh PECVD pada jaring dan substrat kaku. Film elektokromik, yang mengubah transmisi optik pada aplikasi tegangan, bergantung pada difusi spesies bergerak dalam film di bawah medan listrik. Film dari bahan seperti selenium dapat menjadi bermuatan listrik saat terkena cahaya. Film seperti ini digunakan untuk menahan toner di mesin fotokopi.
Media Penyimpanan Magnetik
Bahan-bahan magnetik digolongkan sebagai "keras" atau "lunak" tergantung pada betapa sulitnya untuk memagnetisasi, meremajakan, atau "mengubah" medan magnet. Bahan magnetik lunak, seperti Permalloys (besi [Fe]: 40 hingga 80% Ni) dan Y 2 Fe 5 O 12 (garnet) digunakan dalam perangkat penyimpanan memori di mana data sering diubah. Bahan magnetik keras seperti Fe 3 O 4 , Co: Ni: tungsten [W], Co: renium [Re], gadolinium [Gd]: Co, dan Gd: terbium [Tb]: Fe digunakan dalam media perekaman yang lebih permanen seperti sebagai kaset audio. Berbagai teknik digunakan untuk menentukan domain magnetik yang bertindak sebagai situs penyimpanan.
Pelapis Pelindung Korosi
Perlindungan dari lingkungan kimia yang agresif dapat dicapai dengan beberapa cara. Permukaan dapat dilapisi dengan bahan lembam atau dengan bahan yang membentuk permukaan pelindung setelah bereaksi dengan lingkungan atau dengan material yang akan dihapus secara berkurban untuk melindungi bahan yang mendasarinya. Tantalum, platinum, dan karbon adalah lembam di banyak lingkungan kimia. Misalnya, pelapis karbon digunakan pada logam yang ditanam di tubuh manusia untuk menyediakan kompatibilitas. Dalam bagian industri aerospace adalah aluminium dilapisi oleh proses PVD deposisi uap ion (IVD) sehingga mencegah korosi galvanik bahan berbeda dalam kontak.
Kromium, aluminium, silikon, dan MCrAlY (di mana M adalah Ni, Co, Fe) paduan akan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk lapisan oksida pelindung koheren di permukaan. Jika ion logam (Fe, Cu) berdifusi lebih cepat daripada oksigen melalui oksida, oksida tebal akan terbentuk di permukaan. Jika oksigen berdifusi lebih cepat melalui oksida daripada ion logam (Al, Si, Ti, Zr — "katup" logam), oksidasi akan terjadi pada antarmuka dan oksida tipis akan terbentuk. Pelapis paduan MCrAlY digunakan sebagai pelapis pelindung pada bilah turbin mesin pesawat terbang. Cadmium, aluminium, dan Al: Zn alloys digunakan sebagai pelapis galvanis pada baja. Vacuum cadmium ("vac cad") plating memiliki keuntungan lebih dari cadmium disadur dalam bahwa tidak ada kemungkinan pelapisan hidrogen baja kekuatan tinggi ketika proses deposisi vakum digunakan.
Pelumas Film Padat / Lapisan Gesekan Rendah
NASA memelopori penggunaan pelumas padat film vakum-disimpan. Pelumas terdiri dari dua jenis: pelumas logam geser rendah — seperti perak dan timbal — dan bahan senyawa penggulung laminar — seperti molybdenum disulfida (MoS 2 ). Pelumas logam geser rendah digunakan dalam aplikasi torsi tinggi seperti anoda berputar dalam tabung sinar-X. Material senyawa low-shear digunakan dalam aplikasi bantalan mekanis dalam ruang hampa dan di mana "creep" pelumas bisa menjadi masalah. Karena hanya film yang sangat tipis diperlukan untuk pelumasan, aplikasi film pelumas tidak menghasilkan perubahan dimensi yang signifikan. Lapisan gesekan rendah dari karbon yang mengandung logam (Me-C) digunakan untuk mengurangi keausan dalam aplikasi kontak mekanis
Struktur Freestanding
Struktur berdiri bebas dapat dibuat dengan menyimpan lapisan pada permukaan (mandrel), kemudian memisahkan lapisan dari permukaan mandrel atau melarutkan mandrel. Teknik ini berguna untuk membuat struktur yang sangat tipis, permukaan yang rumit, atau lembaran atau lembaran bahan yang sulit untuk diubah bentuknya dengan berguling. Contohnya adalah jendela berilium yang digunakan untuk transmisi X-ray, kerucut dinding tipis boron untuk speaker audio frekuensi tinggi, dan paduan logam paduan Ti-V-Al. Aplikasi yang relatif baru adalah produksi perangkat microelectromechanical systems (MEMS) di mana struktur yang sangat kecil dibuat menggunakan proses deposisi dan etsa.
Base Coats untuk Electroplating
Bahan yang sulit untuk disepuh karena pembentukan oksida cepat dapat memiliki lapisan dasar yang melekat yang diterapkan oleh proses PVD dan kemudian lapisan yang dibangun oleh elektrodeposisi. Contohnya adalah pelapisan pada titanium, uranium, dan zirkonium di mana lapisan dasar dari bahan seperti nikel atau tembaga diterapkan oleh proses PVD sebelum pelapisan tersalut dibangun.
Film Polimer
Ada peningkatan minat dalam menyimpan film polimer organik dan anorganik dalam ruang hampa. Film-film ini dapat dibentuk oleh kondensasi monomer diikuti oleh E-beam atau UV curing untuk mempolimerisasi monomer atau dengan polimerisasi plasma dari monomer. Prekursor monomer dapat menghasilkan bahan polimer karbon, silikon, atau boron yang sering mengandung hidrogen, klor, atau fluor. Film yang mengandung fluorin digunakan untuk membentuk permukaan hidrofobik.
------------------------------------------- Artikelnya dari Donald M. Mattox, Management Plus, Inc.
