Levinudmitme -kaare ioonkattega vaakumkatte seadmedkasutab kas kaarpommitamist või argooniioonide puhastamist. Millised on nende kahe konkreetsed erinevused?
Üks on metalliioonide puhastamine ja teine gaasiioonide puhastamine; energiatasemed on erinevad ja ka põhimõtted on erinevad. Täna annab Puyuan Vacuum teile üksikasjaliku sissejuhatuse:
Mitme -kaare ioonplaadistuses kasutatakse elektrilise kaarlahenduse meetodit, et aurustada metall otse tahke katoodiga sihtmärgile. Aurustunud materjal koosneb katoodi kaarelahenduse käigus eralduvatest katoodimaterjali ioonidest. See seade ei vaja sulabasseini; aurustatav sihtmärk on ühendatud katoodiga ja vaakumkamber toimib anoodina. Kui päästikelektrood äkitselt ja silmapilkselt katoodi sihtmärgiga kokku puutub, indutseeritakse kaar, mis tekitab katoodi pinnale eredalt helendava katoodi kaarepunkti. Täpi läbimõõt on alla 100 µm ja voolutihedus koha sees võib ulatuda 10³~10⁷ A/cm². Selle piirkonna materjal aurustub seejärel hetkega ja ioniseerub. Katoodi kaarepunkt liigub katoodi pinnal juhuslikult kiirusega kümneid meetriid sekundis. Punkti trajektoori ja kiiruse juhtimiseks kasutatakse välist magnetvälja. Vaakumkaare säilitamiseks on üldjuhul vaja -20 kuni -40 V pinget.
Mitme -kaarega ioonplaadistuse põhimõte põhineb külma katoodi vaakumlahenduse teoorial, mis eeldab, et laengu ülekandmine tühjendamisprotsessi ajal saavutatakse kahe mehhanismi samaaegse olemasolu ja vastastikuse piiramise kaudu: välja elektronide emissioon ja positiivne ioonvool. Tühjendusprotsessi käigus aurustub suur hulk katoodmaterjali. Nende aurumolekulide tekitatud positiivsed ioonid loovad katoodi pinna lähedal lühikese vahemaa jooksul äärmiselt tugeva elektrivälja. Selle tugeva elektrivälja mõjul eralduvad elektronid väljaelektronidena vaakumisse. Positiivsed ioonid võivad moodustada umbes 10% kogu kaarevoolust. Katoodi pinnale tõmbunud metalliioonid moodustavad ruumilise laengukihi, mis omakorda tekitab tugeva elektrivälja, mille tulemusena hakkavad katoodipinna madala tööfunktsiooniga punktid (terapiirid või praod) elektrone kiirgama. Suure elektronemissioonitihedusega üksikutel punktidel on suur voolutihedus. Džauli kuumutamine tõstab temperatuuri, tekitades termioonilisi elektrone, suurendades veelgi elektronide emissiooni. See positiivne tagasisideefekt põhjustab lokaalse voolukontsentratsiooni.
Selle lokaliseeritud voolukontsentratsiooni tekitatud Joule'i kuumenemine põhjustab katoodimaterjali pinnal lokaalse plahvatusohtliku plasma moodustumise, mis kiirgab elektrone ja ioone ning jätab tühjendusjälgi. Samuti eralduvad sula katoodmaterjali osakesed. Osa emiteeritud ioonidest tõmmatakse tagasi katoodi pinnale, moodustades ruumilise laengukihi, tekitades tugeva elektrivälja, mis omakorda põhjustab uute madala tööfunktsiooniga punktide elektronide kiirgamise.
Mitme -kaare ioonkattega vaakumkatmisseadmete tehnoloogial on järgmised omadused.
Eelised: Kile ühtlase paksuse tagamiseks saab seda suvaliselt paigaldada. Väline magnetväli parandab kaarelahendust; purustab kaare; suurendab pöörlemiskiirust; viimistleb kileosakesi; ja kiirendab laetud osakesi. Metalli kõrge ionisatsioonikiirus on kasulik kile ühtlusele ja adhesioonile, muutes selle ioonide katmiseks optimaalseks protsessiks. Ühel kaarel on mitu eesmärki: see toimib aurustumisallikana, pommitamiseelse puhastusallikana-ja ionisatsiooniallikana.
Puudused: suure võimsuse korral tekivad kergesti suured metalliosakesed, mis mõjutavad katte kvaliteeti; ja kaarelahenduse ebastabiilsus esineb mõnel sihtmaterjalil.
Piiskade tekke vähendamise meetodid hõlmavad järgmist: tühjendusvõimsuse tiheduse vähendamine, kaarepunkti kiiruse suurendamine, katoodi jahutusmeetmete tugevdamine ja magnetfiltratsiooni kasutamine.
