Технология процесса вакуумного напыления металлов

Один из распространённых способов декорирования поверхностей, напыление металлов в вакууме. В современном быту существует превеликое множество предметов и вещей внешне похожими на металлические. На самом деле, эти предметы всего лишь покрыты тонким металлическим слоем из каких либо металлов и их окислов. Как правило, в большинстве своём, это алюминий — поверхность покрытия получается зеркально никелевая. Или, если вы видите покрытие напоминающее золотое, это нитрит титана. Подобные вещи делают с помощью технологического процесса с обработкой поверхности в высоком вакууме и автоматическим контролем осаждения металла. Достигается подобный эффект с помощью металлизатора, специальной вакуумной камеры с установленным внутри магнетроном.

Принцип действия магнетронной распылительной системы на первый взгляд довольно просты. Основными элементами устройства являются катод-мишень, анод и магнитная система. Ну и само собой в камере создаётся глубокий вакуум. Силовые линии магнитного поля замыкаются между полюсами магнитной системы. Поверхность мишени, расположенная между местами входа и выхода силовых линий магнитного поля, интенсивно распыляется и имеет вид замкнутой дорожки, геометрия которой определяется формой полюсов магнитной системы. При подаче постоянного напряжения между мишенью (отрицательный потенциал) и анодом (положительный или нулевой потенциал) возникает неоднородное электрическое поле и возбуждается аномальный тлеющий разряд. Наличие замкнутого магнитного поля у распыляемой поверхности мишени позволяет локализовать плазму разряда непосредственно у мишени.

Следует отметить, что плазма разряда существует, в основном, в области магнитной ловушки в непосредственной близости от мишени, и ее форма определяется геометрией и величиной магнитного поля. Создание магнитной ловушки у распыляемой поверхности мишени представляет собой простое, но весьма эффективное решение проблемы увеличения скорости распыления в плазменных распылительных системах. Но помимо этого достоинства магнетронная распылительная система обладает рядом специфических свойств, основным из которых является отсутствие бомбардировки подложки высокоэнергетическими вторичными электронами.

Как пример можно рассмотреть несколько упрощённый процесс напыления на поверхность изделия.

После создания вакуума в вакуумной установке, нагревают специальный нагревательный элемент (вольфрамовый испаритель) до высокой температуры, которая напрямую зависит от технологии покрытия. Под действием температуры, алюминий начинает испаряться. Образующиеся при этом атомы алюминия, в вакууме летят по прямой линии, ударяясь об напыляемую поверхность они начинают прилипать к ней. Собственно, это и есть основная суть напыления того или иного металла. Конечно всё несколько сложнее, но в общем и целом, верно….