A pulverização catódica por magnetrão pulsado de alta potência (HiPIMS) é uma técnica que envolve a aplicação de uma tensão de pico elevada em impulsos curtos. Estes impulsos são normalmente muito breves, com uma duração de 50 a 200 microssegundos. A frequência destes impulsos é de cerca de 500 Hz. O ciclo de trabalho, que é a relação entre o tempo "ligado" e o tempo "desligado", é normalmente inferior a 10%. Isto significa que o sistema passa a maior parte do seu tempo no estado "desligado".
4 Factores-chave explicados
1. Tensão de pico elevada
A tensão aplicada no HiPIMS é caracterizada por valores de pico elevados. Esta tensão elevada é essencial para atingir as elevadas densidades de potência necessárias para uma pulverização catódica eficiente. A tensão exacta pode variar dependendo da configuração específica e dos materiais envolvidos. No entanto, situa-se geralmente no intervalo de 100V a 3kV.
2. Duração curta dos impulsos
Os impulsos no HiPIMS são muito curtos, normalmente entre 50 e 200 microssegundos. Esta curta duração permite a concentração de energia num curto período de tempo. Isto aumenta a ionização das partículas pulverizadas e conduz a um grau mais elevado de ionização em comparação com a pulverização contínua de corrente contínua. Este elevado grau de ionização é benéfico para melhorar a qualidade e a aderência da película.
3. Baixa frequência e ciclo de trabalho
A frequência dos impulsos no HiPIMS é relativamente baixa, cerca de 500 Hz, e o ciclo de trabalho é inferior a 10%. Um ciclo de trabalho baixo significa que o sistema passa a maior parte do tempo no estado "desligado". Isto permite o arrefecimento e a estabilização entre impulsos. Este funcionamento intermitente ajuda a controlar a temperatura e a evitar danos térmicos no alvo e no substrato.
4. Modos de funcionamento
Dependendo da duração e da frequência dos impulsos, o sistema HiPIMS pode funcionar em modo de tensão ou em modo de corrente. No modo de tensão, que é típico de impulsos mais curtos e frequências mais elevadas, o foco está nas rápidas mudanças de tensão para acelerar os iões. No modo de corrente, que é mais comum com impulsos mais longos e frequências mais baixas, o sistema mantém uma corrente constante para sustentar o processo de pulverização catódica.
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