Vakumlu kaplama teknolojisi ve ekipmanı iki yüz yıllık gelişim tarihi

Vakumlu kaplama teknolojisi ve ekipmanı iki yüz yıllık gelişim tarihi

IKS PVD: Gelişmiş PVD vakumlu kaplama teknolojisine sahibiz, iks.pvd@foxmail.com

Birçok insan 3D cam ve OLED projelerine yatırım yapıyor ve bu ürünleri iyi yapmak için en kritik kısmı kaplamanız gerekiyor.

Aşağıdaki, global kaplama teknolojisinin gelişim tarihidir. Belki ailenin gizli tarifi olarak görebilirsin. Yıllar önce, birileri bunu yaptı ve birkaç tur boyunca sanayileşmiş oldu. Bu makaleyi okuduktan sonra şunu da söyleyebilirsin, beni kandırma, kaplama tarihini de okudum ...

Kimyasal kaplama ilk önce optik elemanın yüzeyinde koruyucu film hazırlamak için kullanıldı. Daha sonra, 1817'de, Almanya'da Fraunhofe, konsantre sülfürik asit veya camın nitrik asit erozyonu ile birlikte, bazen ilk yansıma önleyici filmi elde eder, 1835'ten önce gümüş ayna filmin kimyasal ıslak ayrılması biriktirmeli bir kişi, optik filmdeki ilk optik filmin hazırlanışıdır. dünya. Daha sonra çeşitli optik filmler kimyasal çözeltiler ve buharlarla kaplandı. 1950'lerde, büyük ve hızlı camlarda bazı yansıma önleyici film uygulamaları dışında, kimyasal çözelti kaplaması yavaş yavaş vakumlu kaplamayla değiştirildi.

Vakumlu buharlaşma ve püskürtme, endüstrideki optik filmlerin hazırlanmasında en önemli iki işlemdir. Aslında, büyük ölçüde, 1930'da, yağ difüzyon pompasının, mekanik pompalama sisteminin ortaya çıkmasından sonra kullanıldı.

1935 yılında, vakum buharlaşma biriktirme için tek bir yansıma önleyici film geliştirilmiştir. Ancak ilk olarak 1945'ten sonra lensleri kaplamak için kullanıldı.

1938'de, Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa, çift yansıma önleyici bir film geliştirdi, ancak 1949 yılına kadar kaliteli bir ürün üretilmedi.

1965 yılında, geniş bantlı üç katmanlı bir yansıma önleme sistemi geliştirildi. Yansıtıcı film açısından, genel elektrik 1937'de ilk alüminize lambayı üretti. Aynı yıl Almanya ilk tıbbi aşınmaya dayanıklı sert rodyum filmi yaptı. Filtreler açısından, metal-dielektrik film Fabry - --Perot girişim filtresi 1939'da Almanya'da bırakılmıştır.

Püskürtme kaplama alanında, yaklaşık 1858, İngiliz ve Alman araştırmacılar püskürtme fenomenini laboratuarda buldular. Teknoloji yavaş yavaş gelişti.

1955 yılında Wehner tarafından yüksek frekanslı püskürtme teknolojisi önerildikten sonra, püskürtme yüzeyi hızla gelişti ve önemli bir optik ince film işlemi haline geldi. Mevcut biriktirme işlemleri arasında bipolar püskürtme, üçlü püskürtme, reaktif püskürtme, magnetron püskürtme ve çift iyon püskürtme bulunmaktadır.

1950'lerden beri, kaplama teknolojisi ve bilgisayar destekli tasarımda optik ince filmler hızla gelişmiştir. Kaplama açısından, bir dizi yeni iyon bazlı teknoloji çalışıldı ve uygulandı.

1953 yılında, Alman Auwarter reaktif buharlaşma kaplaması için optik ince filmin patenti için başvuruda bulundu ve iyonize gaz ile kimyasal reaktivitenin arttırılmasını önerdi.

1964 yılında, önceki araştırma çalışmaları temelinde Mattox iyon kaplama sistemi tanıtıldı. O zaman, iyon sistemi 10Pa basınç ve 2KV deşarj voltajı altında çalıştı. Optik ince film kaplamaya uygun olmayan metal üzerine aşınma dirençli ve dekoratif amaçlı kaplama yapmak için kullanılmıştır. Daha sonra, optik ince filmler, cam gibi yalıtım malzemeleri üzerinde yüksek frekanslı iyon kaplaması ile biriktirildi. 1970'lerden bu yana, iyon destekli biriktirme, reaktif iyon kaplama ve plazma kimyasal buhar dengeleme dahil olmak üzere bir dizi yeni teknik çalışıldı ve uygulandı. Enerjik iyonların kullanılması nedeniyle, yeterli aktivasyon enerjisi sağlar ve yüzeyin reaksiyon hızını arttırır. Optik ince film üretim teknolojisinin araştırma ve geliştirme yönü, adsorbe edilmiş atomların hareketliliğini arttırmak ve optik ince filmin özelliklerini farklı derecelerde geliştirmek için kolonik mikroyapı oluşumunu engellemektir.

Aslında, vakum kaplama işleminin gelişimi çok daha karmaşıktır. 200 yıllık bu teknoloji tarihine bir göz atalım:

19. yüzyılda

Vakumlu kaplama 200 yıllık bir geçmişe sahiptir. 19. yüzyılda, keşif ve ön çalışma aşamasındaydı. Bu süre zarfında, arayıcının travaları tam teşhir edildi.

1805 yılında, temas açısı ve yüzey enerjisi (genç) arasındaki ilişki incelenmiştir.

Lens üzerinde bir Fraunhofer oluşturulur.

1839'da ark buharlaşması üzerine araştırmalar başladı (Hare).

1852'de, vakumlu püskürtme kaplamasını incelemeye başladı (Grove; Pulker).

1857'de tel, ince bir film (Faraday; Conn) oluşturmak için azot içinde buharlaştırıldı.

1874 yılında bir plazma polimerine (Dewilde; Thenard) yapıldığı bildirildi.

1877'de, ince filmlerin vakumlu püskürtme birikimi başarılı bir şekilde incelendi (Wright).

1880, hidrokarbon gazı fazı pirolizi (Sawyer; Mann).

1887, ince filmlerin vakumla buharlaştırılması (pota) (Nahrwold; Pohl; Pringsheim).

1896'da yansıma önleyici bir film oluşturmak için kimyasal işlem geliştirildi.

1897'de, tungsten tetraklorürün (CVD) hidrojen indirgeme metodu başarıyla incelenmiştir. Film kalınlığının optik interferometrisi (Wiener).

20. yüzyılın ilk 50 yılı

1904 Edison, silindirlerin üzerine gümüş sıçraması için patentlendi.

1907'de, vakumlu reaksiyon buharlaştırma teknolojisi (Soddy) çalışıldı.

1913'te adsorpsiyon izotermleri (Langmuir, Knudsen, Knacke, vb.) Üzerine araştırma.

Cam çubuklara saçılarak biriken ince film direnci, 1917.

1920 Guntherschulzer, püskürtme teorisi.

1928'de, tungsten filamentinin (Ritsehl, Cartwright, vb.) Vakumla buharlaştırılması.

1930'da gerçek hava fazı ultra ince parçacıklar (pfunds) oluşturmak için buharlaştırıldı.

1934 yılında, yarı saydam selofan üzerine altın kaplama (Kurz, Whiley); Film biriktirme için camın plazma temizliği (Bauer, Strong).

1935 yılında, metal kağıt kondansatörler için Cd: Mg ve Zn vakumlu buharlaşma sargı kaplaması başarıyla çalışıldı (Bausch, Mansbridge). Paloma'nın 100 inçlik teleskopu için güçlü cam; Tek bir yansıma önleyici film tabakası (Strong, Smakula) ile kaplanmış optik lens; Metalik filmlerin büyüme morfolojisi üzerine çalışma (Andrade, Matindale).

1937'de kurşun reflektör kullanan kapalı bir ışın başlığı geliştirildi (Wright). Vakumlu sarma buharlaştırıcı kaplama (Whiley) başarıyla geliştirilmiştir. Penning magnetron arttırılmış püskürtme kaplama başarılı bir şekilde geliştirilmiştir.

1938'de Berghaus, yüzeyin iyon bombardımanından sonra buharlaşma için patentlendi. 1939 çift yansıma önleyici kaplama başarıyla uygulandı (Cartwright, Turner).

1941'de, radar için folyoya vakum alüminize mesh yapıldı.

1942'de üç yansıma önleyici kaplama (Geffcken) kaplandı. İzotop ayrımı için metal iyon kaynağı başarıyla geliştirilmiştir.

1944'te camın elektronik temizliği geliştirildi (Rice, Dimmick).

1945'te birçok kadın Birden fazla optik filtreyi yasaklıyor (Banning, Hoffman).

1946'da, ince filmlerin kalınlığı, X-ışını emme yöntemi (Friedman, Birks) ile ölçülmüştür. İngiltere'nin iyi şirket.

1947'de 200 inç teleskopun aynası alüminyum kaplandı.

1948'de ulusal optik laboratuvarı (OCLI) kuruldu. Saklanan parçacıkların vakumda hızlı buharlaştırılması (Harris, Siegel); Film kalınlığı ışık geçirgenliği (Dufour) tarafından kontrol edilir.

1949'da metalik olmayan filmlerin (Schulz) büyüme morfolojisi üzerine çalışmalar.

1950'de püskürtme teorisi kuruldu (Wehner). Yarı iletken endüstrisi kalkmaya başladı; Çeşitli mikroelektronik endüstrisi patlamaya başladı; Soğuk ışık aynasının gelişimi (Turner, Hoffman, Schroder); Plastik dekoratif film ortaya çıkmaya başladı (Holland ve ark.

20. yüzyılın son 50 yılı

Bu, ince film teknolojisinin patladığı 50 yıldı. Vakum toplama ve vakum ölçümünün geliştirilmesi, ince film teknolojisinin hızlı sanayileşmesi için belirleyici faktördür.

1952'de, otomatik yüzey temizliği için püskürtme temizleme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir. Yeni reaksiyon buharlaştırma yöntemleri (Auwarter, Brinsmaid) çalışıldı. Korozyona dirençli plazma polimer filmi incelendi.

1953 Amerikan vakum topluluğu kuruldu; Sargı ve kaplama (3M) ile yapılan yansıma önleyici film malzemeleri.

1954 yılında, şirket yeni bir vakumlu buharlaştırıcı sarma ve kaplama makinesi geliştirmeye başladı (Leybold şirketi).

1955 yılında, ince film biriktirme için elektron ışını buharlaşma teknolojisi olgunlaşmaya başladı (Ruhle). Dielektrik (Wehner) için rf püskürtme yöntemi önerildi.

1956'da metal kaplamalı ilk Amerikan otomobili tanıtıldı (Ford motor şirketi).

1957'de, vakum kadmiyum kaplama yöntemi havacılık endüstrisi tarafından kabul edildi. Optik filmin reaksiyon buharlaştırma yöntemi incelendi (Brismaid, Auwarter ve diğ.). Amerikan vakumlu kaplama topluluğu kuruldu.

1958'de, film epitaksiyel büyüme teknolojisi başarıyla geliştirildi (Gunther). NASA kuruldu.

1959 manyetik bant kaplama ekipmanı geliştirildi (Temescal şirketi).

1960 yılında, polimer yüzeyi plazma aktif biriktirme yöntemi ortaya çıktı (Sharp, Schorhorm). Elektrikli tahrik cihazı (Kauffman) için iyon kaynağının geliştirilmesi; Kuvars kristal filmi kalınlığı ölçüm cihazı başarıyla geliştirilmiştir.

Düşük emisyonlu cam 1961'de (Leybold) geliştirildi; Öğelerin saçma verimini (Laegried, Yamamura vb.) İncelemeye başladı.

1962'de kimyasal analiz için püskürtme metodu incelenmiştir. Karbon (Massey) ve metalin (Lucas) ark buhar biriktirmesi; Temizleme ortamı için Rf püskürtme yöntemi (Stuart, Anderson ve diğerleri); Leybold'un ürünleri Amerika pazarına girdi; Öyleyse elementin buhar basıncını düşünelim.

1963 yılında, kısmi atmosfer maruziyetine (Charschan, Savach, vb.) Sahip sürekli kaplama ekipmanları geliştirildi. İyon kaplama işlemi başarıyla geliştirilmiştir (Mattox).

1964 yılında fotovoltaik filmler için PECVD (plazma ile güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirme) yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Bradley ve ark.).

1965 yılında önyargılı püskürtme biriktirme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Maissel ve ark.). İnce filmler için lazer buharı biriktirme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Smith, Turner). Yalıtım malzemelerinin püskürtme püskürtme biriktirme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Davidse, Anderson ve diğ.). Darbeli lazer biriktirme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Smith ve ark.); Asetat filmi için çok katmanlı vakumlu metal örgü kemer filmi başarıyla geliştirilmiştir (Galileo).

1966'da iyon alüminize reaktörler (Mattoks, vb.); Yağlayıcı olarak kullanılan yumuşak metalin iyon kaplaması başarıyla geliştirilmiştir (Spalvins). Güneş ışığı yansıma filminin iyi yapışması (3M şirketi).

1967'de kesici üzerindeki püskürtme krom kaplaması başarıyla elde edildi (Şerit). Vakumlu iyon kaplama yöntemi patentlidir (Mattox). Tripol püskürtme yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Baun, Wan, vs.). Yüksek vakumda Mattoks biriktirme.

1968 yılında, dönen bir tankta, havacılık endüstrisinde iyon buharı biriktirme olarak bilinen bir işlem olan iyon kaplamanın küçük bir kısmı (Mattox, Klein).

1969'da yarım küre parçalarının içinde magnetron sıçraması yapıldı ve çoklu püskürtme kaynakları patentlendi (Mullay). Leybold'un yeni püskürtme filmi kaplayıcı çıktı. Buharlaşma filmi morfolojik şeması yayınlandı.

1970'lerde, endüstriyel ölçekte çeşitli vakum kaplama teknolojileri uygulanmıştır. İnce film teknolojisinin gelişimi altın çağına girmiştir.

1970 yılında, vakumlu buharlaştırmalı oyuk katod elektronik kaynağı başarıyla geliştirilmiştir (ULVAC); Yüksek biriktirme oranlı çok katmanlı bir optik kaplama makinesi (OCLI) geliştirilmiştir. İçi boş katod iyon kaplama ekipmanı Japonya'da ortaya çıktı (ULVAC şirketi).

İyon bombardımanı ile cam kaplayan şirketler birçok ülkede 1971 yılında yayıldı. Sert karbon filmi başarıyla geliştirildi (Aisenberg ve ark.); Konik bileşenlerde patentli magnetron püskürtme yöntemi (Clarke); Herhangi bir pozisyondaki anot ark buharlaşma kaynağı belirir (Snaper, Sablev); Buharlaşma sırasında, aktif gazın plazması aktive edilir (Heitman, Auwarter, vs.). Alüminize sigara sarma kağıdı (Galileo) gelişimi; Elektron ışını buharlaşma kaynağı kullanan bir iyon kaplama cihazı belirir (Chamber corporation).

1972'de, Tagaki yöntemi geliştirildi. İyon tabancalı (Weissmantel) yüksek vakumlu püskürtme cihazı; Membran morfolojisinin senkron bombardıman etkisinin incelenmesi (mattox ve ark.); İnce tel kaplama ekipmanı yaygın olarak kullanılmaktadır.

1973 yılında, galvanik endüstrisi yeni yüksek kaliteli ve ucuz iyon kaplama ekipmanlarını (Bell şirketi) benimsemiştir; Düz plaka reaktörlerde (Reinberg) plazma gelişmiş kimyasal buhar biriktirme (PECVD).

1974'te ultra violet - ozon temizleme teknolojisi ortaya çıktı (Sowell, Cuthrell vb.). İyon bombardıman filmlerinde basınç stresi üzerine çalışma (Sowell, Cuthrell ve ark.); Düzlemsel manyetik kontrol kaplama teknolojisi patenti alındı (Chapin).

1975 yılında reaktif iyon kaplama teknolojisi başarıyla geliştirildi (Murayama ve ark.). · Patentli silindirik katot magnetron püskürtme teknolojisi (Penfold, vb.) Ⅲ - lan klan yarı iletken malzeme moleküler ışın epitaksi (MBE) başarıyla geliştirildi (Cho, Arthur); Alternatif iyon kaplama teknolojisi başarıyla geliştirilmiştir (Schiller); Chevrolet bir arabanın gövdesinde belirir.

1976'da iyon tabancası, filmleri senkronize bir bombardıman (Weissmantel) içine bırakmak için kullanıldı.

1977'de orta frekanslı düzlemsel magnetron reaktif püskürtme püskürtme biriktirme yöntemi başarıyla geliştirildi (Cormia, vs.). ITO filmin vakumlu sarım kaplaması başarıyla geliştirilmiştir (Sierracin, Sheldahl, vs.). · Perde duvar camı için çevrimiçi püskürtme ekipmanı geliştirdi (AircoTemescal); Püskürtme ince film morfolojisi (Thornton ve diğerleri); İnce tel üzerinde Püskürtmeli - ısıtmalı ayna kaplaması (Chahroudi). 1978'de, optik kırınım filmi, ince ağ üzerinde başarılı bir şekilde kaplandı (Coburn company); Kontrol edilebilir ark buharlaşma kaynağının gelişimi (Dorodnov); Plazma koyu ark buharlaşmasının gelişimi (Aksenov ve diğ.); Pencere, ITO film sıçramasıyla başarılı bir şekilde geliştirildi (daha sonra CP olarak anılır)

1979'da ticari çevrimiçi düşük emisyonlu cam kaplama ekipmanı kullanılmaya başlandı. Sanayileşmeyi sağlamak için püskürtme biriktirme ağ filmi (CormiaChahroudi şirketi); Patentli düzlemsel magnetron katot püskürtme (BOCCT); Yeni bir çevrimiçi yüksek biriktirme oranı cam püskürtme kaplama cihazı (Leybold).

1980 yılında, buğulanmış krom filmin (Hoffman, Gaerttner) stresini arttırmak için iyon tabancası kullanıldı. İlk büyük boyutlu püskürtme sarma ve kaplama cihazı çıktı (Leybold); Çok arklı buhar birikimi Amerika Birleşik Devletleri'nde sanayileşmiştir. Sanayileşmeyi sağlamak için ag bazlı termal kontrol kaplaması (Leubold şirketi).

1981'de sert filmi aletlere kaplamak için fiziksel buhar biriktirme kullanıldı. Donanım için dekoratif ve çok işlevli membranlar (Leybold); Dekoratif filmin püskürtme iyon kaplaması (Leybold şirketi); Püskürtme bobini kaplama cihazı (Leybold); Çevrimiçi ITO - Ag - Yüksek biriktirme oranına sahip ITO kaplama cihazı (Leybold); Gümüş kaplı bir yansıtıcı film (3M) geliştirilmiştir.

1982'de, ultra ince parçacıkların gaz faz buharlaşması sanayileşmiştir (ULVAC şirketi). Patentli dönen magnetron silindirik katodu (Mckelvey); Titanyum döner düzlem püskürtme hedef başarıyla geliştirildi (TicoTitanium).

1983 yılında, bombardıman yoluyla kimyasal aktivitenin arttırılması üzerine çalışmalar (Lincoln, Geis ve diğerleri); Dönen silindirik magnetron püskürtme hedefi başarıyla geliştirildi (Robinson). Yüksek yoğunluklu optik disk (Phillips, Sony); Manyetik bant için ağ kaplama ekipmanlarının sanayileşmesi (Leybold); Metalizasyon ince ağ, vakum derecesi buharlaşma bölgesinin sürekli değiştiği zaman oluşur (Galileo şirketi).

A-si fotovoltaik filmlerin (energycon cihazları) 1984 ızgara kaplaması.

1985 yılında, çok katmanlı polimer filmlerin vakumla buharlaştırılması patenti alındı (GE). 1986'da, denge dışı magnetronun sıçramasına ilişkin araştırmalar (Windows vb.).

HTS ince filmlerinin lazer kabuğu biriktirmesi (Dijkkamp ve diğerleri); Rasterless hall iyon kaynağı başarıyla geliştirilmiştir (Kaufman, Robinson ve ark.). Renkli mürekkep püskürtmeli baskı (OCLI).

1988'de çift katodlu orta frekanslı püskürtme iyon kaynağı başarıyla geliştirildi (Este ve ark.). Dc silindirik döner magnetron püskürtme teknolojisinin (BOCCT) sanayileşmesi; Püsküren filmlerin stresini kontrol etmek için basınç darbe yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Cuthrell, Mattox).

1989'da, yaygın olarak CP filmi olarak bilinen kotolz fonksiyonel filmi çıktı.

1990'da, eğer magnetron püskürtme teknolojisi olgunlaştıysa dual-ac (Leybold); Finansal dolap güvenliği için ince ağ kaplama ekipmanlarının geliştirilmesi (ULVAC şirketi); İnce elek kaplaması için bir sallama tablası başarıyla geliştirildi (Leybold); Alüminadaki orta frekanslı reaktif püskürtme sıçratma yöntemi başarıyla geliştirilmiştir (Leybold şirketi).

1991 yılında akrilik polimer kaplama başarıyla uygulandı. ZrN dekorasyon filmi sanayileşme (Leybold).

1993 yılında kazıyıcı kaplama teknolojisi patenti alındı (Gillette şirketi);

1995 yılında, silikon oksit bariyer filmi patenti alındı (BOCCT şirketi); Otomotiv farları için başarılı bir çevrimiçi küme püskürtme kaplama teknolojisi (Leybold).

1997 yılında, akrilik polimer kaplama teknolojisi olarak adlandırılan delta V teknolojisi; TaN ve Cu, silisyum üzerine fiziksel buhar biriktirme (IBM) ile kaplandı. Dekoratif film için çevrim dışı küme kaplama ekipmanlarının geliştirilmesi (Leybold).

1998 yılında, filtre ark kaynağına sahip kazıyıcı kaplama ekipmanı üretime sokuldu (Gillette şirketi).

1999'da, cam uzunlamasına kaplamanın geniş alanı için delta V teknolojisi.