TARGETY DO NAPYLAREK

Kilka słów o technologii

Metalizacja próżniowa (znana również jako napylanie próżniowe, rozpylanie magnetronowe) jest metodą nanoszenia cienkiej warstwy (powłoki) danego metalu na docelowy obiekt poprzez erozję źródła oraz rozpylenie (transport) par metalu na materiał podłoża oraz ich kondensacji. Wspólna nazwa grupy takich metod to fizyczne osadzanie z fazy gazowej, w skrócie PVD, od angielskiego physical vapour deposition.

Technologia ta stosowana jest do osadzania powłok w celu zabezpieczenia, modyfikacji lub uszlachetnienia oryginalnej powierzchni. Różnorakie zastosowania – od czysto dekoracyjnych po skomplikowane aplikacje przemysłowe – są szeroko wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu: chemicznym, medycznym, inżynierii materiałowej oraz przede wszystkim w elektronice (półprzewodniki, fotowoltaika, itp).

Podstawowe parametry procesu

Podstawowymi parametrami procesu są:

• temperatura podłoża tarczy – co wpływa na gęstość a tym samym adhezję nanoszonej powłoki;
• ciśnienie oraz stopień jonizacji gazu;
• energia jonów bombardujących, która regulowana jest poprzez zmianę wartości natężenia pola elektrycznego. Desorpcja atomów zanieczyszczeń oraz zwiększone centra kondensacji tworzące defekty powierzchniowe powodują tworzenie się powłok o dobrych właściwościach fizycznych i dobrej przeczepności do podłoża.
• szybkość rozpylania;
• odległość pomiędzy tarczą a napylanym podłożem;

Metoda napylania próżniowego umożliwia równomierne rozłożenie warstw na elementach o skomplikowanych kształtach. Z kolei, w przypadku niektórych zastosowań technicznych, stawiających trudne lub wręcz wykluczające się wymagania materiałowe, metoda ta jest praktycznie jedynym sposobem na ich spełnienie poprzez łączenie materiałów (metali) w odpowiednich proporcjach, oferując możliwość nakładania wielu warstw na siebie.
Kolejną zaletą technologii napylania próżniowego jest jej ekologiczność, albowiem nie wpływa negatywnie na środowisko oraz nie produkuje odpadów ani zanieczyszczeń. Ekonomiczność metalizacji próżniowej jest również istotna, gdyż do jej wykonania nie są wymagane duże nakłady energetyczne.

Proces napylania odbywa się w próżni, choć to pojęcie może być dla laika mylące. Chodzi bowiem o środowisko o niskim ciśnieniu zawierające gaz obojętny (np. argon), który pod wpływem pola magnetycznego ulega jonizacji. Jony gazu są następnie przyspieszane w polu elektycznym i z bardzo dużą siłą zderzają się z tarczą, wskutek czego dochodzi do wyrwania poszczególnych atomów rozpylanego materiału a następnie ich transferu do elementu pokrywanego.

Podział powłok
nanoszonych metodami PVD

Alternatywną metodą uzyskania par metali jest wykorzystanie impulsu laserowego (PLD, od ang. pulsed laser deposition). Polega ono na impulsowym (jeden impuls trwa do kilkudziesięciu nanosekund) oddziaływaniu wiązki laserowej na powierzchnię tarczy, co wskutek niedużego ciśnienia oraz wysokiego natężenia promieniowania doprowadza do ablacji materiału tarczy, tworząc obłok plazmowy, który następnie osadza cząsteczki materiału tworząc powłokę. W celu uzyskania pożądanej grubości powłoki, używa się serii tysięcy takich impulsów.

Powłoki otrzymywane za pomocą metod PVD charakteryzują się odpowiednimi własnościami mechanicznymi takimi jak adhezja lub twardość, własnościami fizycznymi (przewodność, współczynnik tarcia) czy zdolnościami antykorozyjnymi.

Odmiany napylenia próżniowego

• naparowywanie;
• napylanie;
• osadzanie rozpylonych atomów w polu magnetycznym;
• ablacja laserowa;
• wzbudzanie par wiązką elektronową za pomocą wyrzutni (działa) elektronowego – stosowane w przypadku źródła par większości materiałów wysokotopliwych;

Targety do napylarek – zastosowanie napylania próżniowego

Metalizacja jest wykorzystywana w skaningowej mikroskopii elektronowej umożliwiającej obserwację obiektów o rozmiarach poniżej 1 nm. Do uzyskania obrazów z próbek nieprzewodzących prąd należy najpierw pokryć powierzchnię obserwowanego obiektu cienką warstwą metaliczną – dzięki czemu wiązka elektronów częściowo wnika do obiektu, powodując emisję elektronów wtórnych, a detektory przetwarzają ten sygnał na sygnał cyfrowy, tworząc obraz.

Aby napylanie odbyło się bez niepożądanych zanieczyszczeń tarcze muszą cechować się wysoką czystością materiału. Powłoki PVD wykorzystuje się w optyce i mikroelektronice, biomedycynie lub budowie maszyn, poprawiając własności i funkcjonalność materiałów użytkowych.

Zalety metod PVD

Zalety metod PVD są następujące:

• niska temperatura obróbki;
• powłoka zachowuje skład chemiczny materiału źródła;
• metoda nie wywołuje przemian chemicznych a opiera się jedynie na zmianie stanu skupienia nanoszonej substancji;
• zmiana energii osadzanych cząstek umożliwia kontrolę kształtowania mikrostruktury powłok, ich struktury fazowej oraz chemicznej.

Nasza oferta

Wolften oferuje tarcze o czystości do 99,9999% i średnicach dysków w przedziale od 2,54 mm do 203,3 mm, jednak jesteśmy w stanie dostarczyć tarcze o dowolnych parametrach i z dowolnych stopów (NiCr, MoNb, NbZr, TiNb, TiAl, SiAl) lub metali (Ti, Cu, Ni, Nb, Ta, W, Mo, CrZr, Hf, Ag, Zn).