Kernprocessen:
- Vacuümmagnetronsputteren (ultra-dunne/dunne/medium-dikke lagen)
- Galvaniserende onderlaag + Magnetron sputteren composietproces (dikke lagen)
Doeltypen van nikkellegering:
NiCr, NiTi, NiCu, NiCrAl (algemene parameters; kleine aanpassingen kunnen worden gemaakt op basis van specifieke legeringssamenstellingen)
Substraatmaterialen:
Koper / molybdeen / titanium / grafiet (veelgebruikte doelsubstraten)
Laagdikte versus proceskenmerken en toepassingen
| Laagdiktebereik | Belangrijkste proceskenmerken | Typische applicatieomgevingen | Representatieve doeltypen |
|---|---|---|---|
| Ultra-dunne laag (0,1–1 μm) | Lage sputtersnelheid; vereist nauwkeurige controle van het vermogen en de afzettingstijd; Zeer hoge dikte-uniformiteit | 1. Oppervlaktemodificatielagen voor halfgeleiderchipdoelen om de oxidatieweerstand te verbeteren; 2. Overgangslagen voor optische coatingdoelen om de optische reflectiviteit te verbeteren; 3. Anti-corrosiecoatings voor elektronische precisiedoelen die worden gebruikt in licht corrosieve omgevingen |
NiCr-legeringsdoelen (halfgeleider); Doelen van NiTi-legering (optische toepassingen) |
| Dunne laag (1–10 μm) | Brengt coatinguniformiteit en kosten in evenwicht; geschikt voor magnetronsputteren of galvaniseren + sputteren van composietprocessen | 1. Verbindingslagen voor vlakke magnetrondoelen om het doelmateriaal te verbinden met steunplaten (bijvoorbeeld koperen steun); 2. Functionele lagen voor fotovoltaïsche doelen om de elektrische geleidbaarheid te verbeteren; 3. Beschermende lagen voor conventionele vacuümcoatingdoelen onder gemiddelde- belastingsomstandigheden |
NiCu-legeringsdoelen (fotovoltaïsche zonne-energie); doelen van puur nikkel (hechtlagen) |
| Middelgrote-dikke laag (10–30 μm) | Vereist gesegmenteerd sputteren om overmatige temperatuurstijging te voorkomen; annealing na-depositie wordt aanbevolen om interne spanningen te verlichten | 1. Slijtvaste-bestendige lagen voor roterende doelen om de levensduur te verlengen bij sputtertoepassingen met hoog-vermogen; 2. Beschermende coatings voor corrosie-bestendige doelen in vochtige of lichtzure/alkalische omgevingen; 3. Basislagen voor thermische spuitdoelen om de hechting tussen coating en substraat te verbeteren |
Doelen van NiCrAl-legering (slijtvastheid); Doelen van NiMo-legering (corrosiebestendigheid) |
| Dikke laag (30–50 μm) | Galvaniserende onderlaag gecombineerd met sputterverdikking om de totale sputtertijd en -kosten te verminderen | 1. Laad-dragende lagen voor industriële coatingdoelen met hoog-vermogen die worden gebruikt bij continu sputteren op lange- termijn; 2. Beschermende lagen voor doelen die in extreem corrosieve omgevingen opereren (bijvoorbeeld maritieme toepassingen); 3. Correctielagen voor vlakheid voor grote- doelen |
Doelen van NiTi-legering (industriële coating); Doelen van NiCr-legering (extreme omgevingen) |
III. Belangrijke overwegingen voor het afstemmen van proces en laagdikte
1. Controle van de dikte-uniformiteit
De laagdikte over het gehele doeloppervlak moet binnenin worden gecontroleerd±5%. Overmatige afwijkingen kunnen leiden tot ongelijkmatige doelerosie tijdens het sputteren, wat een negatieve invloed heeft op de coatingkwaliteit. De uniformiteit kan worden verbeterd door de afstand van het doel-tot- het substraat te optimaliseren en roterende substraten te gebruiken.
2. Relatie tussen coatingsamenstelling en dikte
- Voorultra-dunne lagen (< 1 μm), hebben nikkelcoatings met één-component de voorkeur om segregatie van legeringselementen te voorkomen.
- Voorthicker layers (> 10 μm)kunnen meercomponenten-nikkellegeringscoatings worden gebruikt om te voldoen aan functionele vereisten zoals slijtvastheid of corrosieweerstand.
3. Impact van de applicatieomgeving op de laagdikte
- Toepassingen met hoge-slijtage of hoge- krachtsputtering→ Gemiddeld-dikke of dikke coatings (10–50 μm)
- Precisie-elektronica en optische toepassingen→ Ultra-dunne of dunne coatings (0,1–10 μm)
- Agressievere corrosieve omgevingen→ Dikkere coatings gecombineerd met corrosie-bestendige nikkellegeringen (bijv. NiCr, NiMo)
