อุณหภูมิควบคุมและความดันของเครื่องเคลือบ PVD ในระหว่างกระบวนการเคลือบเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติของวัสดุที่ต้องการจะเกิดขึ้นได้อย่างไร

ใน เครื่องเคลือบ PVD การควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งสารตั้งต้นและวัสดุเคลือบ อุณหภูมิพื้นผิวจะต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการยึดเกาะที่ดีที่สุดและเพื่อป้องกันความเสียหายทางความร้อนใด ๆ ต่อชิ้นส่วนที่มีความอ่อนไหว โดยทั่วไปอุณหภูมิจะคงอยู่ระหว่าง 100 ° C และ 500 ° C ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ถูกเคลือบ สำหรับโลหะอาจต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อส่งเสริมการยึดเกาะที่ดีขึ้นและคุณภาพของฟิล์มในขณะที่วัสดุที่ละเอียดอ่อนเช่นพลาสติกต้องใช้อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเพื่อป้องกันการแปรปรวนหรือการย่อยสลาย องค์ประกอบความร้อนหรือผู้ถือสารตั้งต้นภายในห้องมักใช้เพื่อควบคุมสิ่งนี้ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อรักษาเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการสะสม ในทำนองเดียวกันวัสดุการเคลือบ (เช่นโลหะหรือเซรามิก) จะถูกระเหยในแหล่งกำเนิดระเหยซึ่งการรักษาแหล่งความร้อนที่เพียงพอทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะถูกระเหยในอัตราที่สอดคล้องกันทำให้มั่นใจได้ถึงความหนาของความหนาและคุณภาพของการเคลือบ

ความดันห้องสูญญากาศภายในเครื่องเคลือบ PVD เป็นอีกปัจจัยสำคัญในการบรรลุคุณสมบัติการเคลือบที่ต้องการ โดยทั่วไปแล้วกระบวนการ PVD จะเกิดขึ้นที่แรงดันต่ำ (ตั้งแต่ 10^-3 ถึง 10^-7 torr) โดยมีการควบคุมความดันโดยใช้ปั๊มสูญญากาศเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ดีที่สุดสำหรับการสะสม ความดันจะต้องถูกควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าไอออนไนซ์ที่เหมาะสมของก๊าซซึ่งมีความสำคัญในการสร้างพลาสมาที่มีเสถียรภาพซึ่งช่วยในการยึดมั่นของวัสดุไอระเหยบนพื้นผิว หากความดันต่ำเกินไปจะมีไอออนไนซ์ไม่เพียงพอส่งผลให้เกิดการยึดเกาะและข้อบกพร่องการเคลือบที่ไม่ดี ในทางกลับกันหากความดันสูงเกินไปอนุภาคที่ระเหยกลายเป็นไอจะกระจายทำให้คุณภาพของฟิล์มไม่ดีความสม่ำเสมอน้อยลงและข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น โดยทั่วไปแล้วความดันจะถูกปรับตามประเภทของกระบวนการ PVD ที่ใช้เช่นการสปัตเตอร์หรือการระเหยและอาจแตกต่างกันไปตามลักษณะการเคลือบที่ต้องการ

อัตราการสะสม - ความเร็วที่วัสดุเคลือบจะถูกฝากไว้บนพื้นผิว - ต้องควบคุมโดยการปรับอุณหภูมิและความดันในระหว่างกระบวนการเคลือบ ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอัตราการสะสมอาจช้าลงทำให้สามารถเคลือบผิวที่เรียบเนียนและสม่ำเสมอยิ่งขึ้น ในทางกลับกันอุณหภูมิที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มอัตราการสะสม แต่จะต้องมีความสมดุลเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเช่นความเครียดจากฟิล์มหรือการสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ไม่พึงประสงค์ ความดันของสิ่งแวดล้อมสามารถมีผลต่ออัตราการสะสม แรงกดดันที่ลดลงส่งผลให้อัตราการไอได้เร็วขึ้นและอัตราการสะสมในขณะที่แรงกดดันที่สูงขึ้นทำให้อัตราช้าลงทำให้สามารถควบคุมความหนาและความสอดคล้องได้ดีขึ้น

ในกระบวนการ PVD จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสปัตเตอร์แมกนีตรอนพลาสมามีบทบาทสำคัญในการสะสม พลาสมาที่เสถียรนั้นเกิดจากการทำให้เป็นไอออนก๊าซในห้องภายใต้ความดันต่ำ การควบคุมอุณหภูมิและความดันมีความสำคัญต่อการสร้างสถานะพลาสมาที่สอดคล้องและมั่นคง พลาสมานี้ช่วยในการเพิ่มพลังงานของอนุภาคที่ระเหยกลายเป็นไอทำให้พวกเขาสามารถผูกมัดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นกับพื้นผิวพื้นผิว ความดันมากเกินไปอาจทำให้พลาสม่าไม่เสถียรนำไปสู่ฟิล์มที่ไม่สอดคล้องกันในขณะที่ความดันต่ำเกินไปอาจส่งผลให้เกิดไอออนไนซ์ไม่เพียงพอลดคุณภาพและการยึดเกาะของการเคลือบ