Um sistema de vácuo, tal como utilizado na pulverização catódica, é um componente essencial de um sistema de revestimento por pulverização catódica.
Este sistema é utilizado para depositar películas finas de materiais condutores de eletricidade em microcircuitos ou outros substratos.
O sistema de vácuo assegura que o processo decorre num ambiente controlado com o mínimo de interferência de contaminantes.
4 componentes-chave que precisa de conhecer
1. Câmara de vácuo
O sistema de vácuo é constituído por uma câmara de vácuo, que é evacuada para uma pressão de base para remover quaisquer moléculas de gás residuais.
Estas moléculas incluem H2O, ar, H2 e Ar.
A pressão de base está normalmente na gama de alto vácuo, cerca de 10-6 mbar ou superior, para garantir superfícies limpas e evitar a contaminação.
2. Gás de processo inerte de alta pureza
Uma vez evacuada a câmara, é introduzido na câmara um gás de processo inerte de elevada pureza, normalmente árgon.
Este gás serve como gás de pulverização catódica e desempenha um papel crucial no processo de pulverização catódica.
Transporta energia cinética aquando do impacto durante as colisões moleculares de alta energia no plasma.
Estas colisões criam os iões de gás que são a principal força motriz da deposição de película fina por pulverização catódica.
A pressão durante a deposição por pulverização catódica situa-se normalmente na gama dos mTorr, variando entre 10-3 e cerca de 10-2 mbar.
3. Processo de pulverização catódica
O processo de pulverização catódica envolve a aplicação de uma corrente eléctrica DC ao material de revestimento alvo.
Este material serve como cátodo ou ponto de polarização negativa onde os electrões entram no sistema.
O substrato a ser revestido também recebe uma carga positiva e torna-se o ânodo.
A corrente eléctrica DC situa-se normalmente entre -2 e -5 kV.
O alvo de pulverização, que é o material a ser utilizado como revestimento, é colocado na câmara de vácuo paralelamente ao substrato.
Quando as partículas de pulverização catódica, que têm uma elevada energia cinética, atingem a superfície do alvo, os átomos do alvo são "expulsos" e voam em direção ao substrato.
Estes átomos formam uma película sobre o substrato.
As partículas do alvo cobrem o substrato de forma uniforme e rápida.
A baixa temperatura das partículas pulverizadas permite que mesmo os substratos sensíveis ao calor, como os plásticos, sejam revestidos com cerâmica ou metais.
4. Controlo do gás inerte
Nalguns casos, se o substrato for muito sensível, a câmara de vácuo pode ser preenchida até certo ponto com um gás inerte.
Isto permite o controlo da energia cinética das partículas provenientes do alvo.
Estas partículas podem sofrer colisões e perder alguma da sua velocidade antes de serem depositadas no substrato.
Em geral, o sistema de vácuo na pulverização catódica é crucial para criar um ambiente controlado e garantir a deposição de películas finas limpas, uniformes e de alta qualidade nos substratos.
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