व्हॅक्यूम कोटिंगचे तत्व प्रकट झाले आहे: तांत्रिक पाया, प्रक्रिया प्रवाह आणि उद्योग अनुप्रयोग

पातळ फिल्म तयार करण्यासाठी कमी-दाब वातावरणात भौतिक किंवा रासायनिक पद्धतींचा वापर करून सब्सट्रेट पृष्ठभागावर सामग्री जमा करण्याची ही प्रक्रिया आहे. या तंत्रज्ञानाद्वारे, उच्च-शुद्धता आणि उच्च-परिशुद्धता पातळ फिल्म जमा साध्य करता येते, ज्यामुळे त्यास विशिष्ट ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, यांत्रिक आणि इतर गुणधर्म मिळतात. म्हणूनच, आधुनिक उद्योगात व्हॅक्यूम कोटिंगचे महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग मूल्य आहे. उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, व्हॅक्यूम कोटिंगचा वापर वेफर्सवर विविध कार्यात्मक स्तर तयार करण्यासाठी केला जातो; ऑप्टिक्सच्या क्षेत्रात, अँटी रिफ्लेक्शन आणि अँटी रिफ्लेक्शन इफेक्ट कोटिंगद्वारे प्राप्त केले जाऊ शकतात; यांत्रिक उत्पादनात,व्हॅक्यूम कोटिंगघटकांचा पोशाख प्रतिकार आणि गंज प्रतिकार सुधारू शकतो.

मूलभूत लेपचे मूलभूत सिद्धांत

ए व्हॅक्यूम तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे

1. व्हॅक्यूमची व्याख्या आणि मोजमाप

व्हॅक्यूम एक वातावरणीय दाब (760 मिलीमीटर बुध, 101325 पीए) च्या खाली गॅस वातावरणाचा संदर्भ देते. व्हॅक्यूमच्या वेगवेगळ्या अंशांनुसार, व्हॅक्यूमला कमी व्हॅक्यूम, मध्यम व्हॅक्यूम, उच्च व्हॅक्यूम आणि अल्ट्रा-उच्च व्हॅक्यूममध्ये विभागले जाऊ शकते. मॅक्लेहोज प्रेशर गेज, पिरानी गेज आणि कोल्ड कॅथोड गेज सारख्या प्रेशर गेजचा वापर करून व्हॅक्यूम डिग्रीचे मोजमाप सहसा केले जाते.

2. व्हॅक्यूम अधिग्रहण पद्धत

मेकॅनिकल पंप: मेकॅनिकल पंप यांत्रिक हालचालीद्वारे डिस्चार्ज गॅस, सामान्यत: रोटरी वेन पंप आणि डायाफ्राम पंपसह. हे पंप निम्न आणि मध्यम व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी योग्य आहेत.

आण्विक पंप: एक आण्विक पंप उच्च आणि अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी योग्य, यांत्रिकरित्या गॅसला बाहेर काढण्यासाठी हाय-स्पीड रोटिंग रोटरचा वापर करते.

टर्बोपंप: टर्बोमोलेक्युलर पंप यांत्रिक पंप आणि आण्विक पंपचे फायदे एकत्रित करते, मल्टी-स्टेज रोटिंग ब्लेडद्वारे कार्यक्षम पंपिंग साध्य करते आणि उच्च व्हॅक्यूम सिस्टममध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते.

बी पातळ फिल्म फिजिक्स

पातळ चित्रपटांचे वर्गीकरण आणि मूलभूत गुणधर्म

तयारीच्या पद्धतीनुसार आणि हेतूनुसार, पातळ चित्रपटांना धातूचे चित्रपट, सिरेमिक फिल्म, पॉलिमर फिल्म इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते. पातळ चित्रपटांच्या मूलभूत गुणधर्मांमध्ये जाडी, एकसमानता, आसंजन, कडकपणा, ऑप्टिकल गुणधर्म (जसे की ट्रान्समिटन्स आणि रिफ्लेक्टीव्हिटी) आणि इलेक्ट्रिकल प्रॉपर्टीज (जसे की चालकता आणि डायलेक्ट्रिक स्थिरता) समाविष्ट आहे.

पातळ फिल्म वाढीची मूलभूत प्रक्रिया आणि यंत्रणा

पातळ चित्रपटांच्या वाढीच्या प्रक्रियेमध्ये सामान्यत: न्यूक्लियेशन, बेटांची वाढ, संमिश्र आणि स्तरित वाढ यासारख्या टप्प्यांचा समावेश असतो. न्यूक्लियेशन हा प्रारंभिक अवस्था आहे ज्यामध्ये लहान बेटे तयार करण्यासाठी सब्सट्रेट पृष्ठभागावर अणू किंवा रेणू एकत्र जमतात; जसजसा वेळ जात आहे तसतसे ही लहान बेटे हळूहळू पत्रकात जोडतात आणि अखेरीस सतत पातळ फिल्म तयार करतात. भौतिक गुणधर्म, सब्सट्रेट पृष्ठभागाची स्थिती, जमा तापमान आणि जमा दर यासारख्या घटकांद्वारे वाढीची यंत्रणा प्रभावित होते.

सी. मटेरियल सायन्सची मूलभूत तत्त्वे

सामान्य कोटिंग सामग्री आणि त्यांची वैशिष्ट्ये

सामान्य कोटिंग सामग्रीमध्ये धातू (जसे की अ‍ॅल्युमिनियम, गोल्ड, प्लॅटिनम), सेमीकंडक्टर (जसे की सिलिकॉन आणि जर्मेनियम), सिरेमिक्स (जसे की अ‍ॅल्युमिनियम ऑक्साईड आणि सिलिकॉन नायट्राइड) आणि सेंद्रिय साहित्य (जसे की पॉलिमर). भिन्न सामग्रीमध्ये भिन्न भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म असतात आणि कोटिंग सामग्री निवडताना विशिष्ट अनुप्रयोगांमधील त्यांच्या कार्यक्षमतेची आवश्यकता विचारात घेणे आवश्यक आहे.

भौतिक निवडीसाठी तत्त्वे आणि मानक

भौतिक निवडीच्या तत्त्वांमध्ये रासायनिक स्थिरता, यांत्रिक गुणधर्म, ऑप्टिकल गुणधर्म आणि विद्युत गुणधर्म समाविष्ट आहेत. पातळ चित्रपटांची गुणवत्ता आणि कार्यात्मक वैशिष्ट्ये सुनिश्चित करण्यासाठी मानकांमध्ये सामान्यत: शुद्धता, कण आकार, अशुद्धता सामग्री इत्यादींचा समावेश असतो.

व्हॅक्यूम लेपच्या मुख्य पद्धती आणि तत्त्वे

उ. भौतिक वाष्प जमा (पीव्हीडी)

विहंगावलोकन आणि वर्गीकरण

भौतिक वाष्प साठा (पीव्हीडी) एक तंत्र आहे जे सब्सट्रेट पृष्ठभागावर सामग्री जमा करण्यासाठी भौतिक प्रक्रियेचा वापर करते. मुख्य श्रेणींमध्ये बाष्पीभवन कोटिंग, स्पटरिंग कोटिंग आणि आयन प्लेटिंगचा समावेश आहे.

विशिष्ट प्रक्रिया तत्त्वे आणि चरण

बाष्पीभवन कोटिंग: सामग्री उच्च तापमानात बाष्पीभवन होते आणि व्हॅक्यूम सिस्टमद्वारे सब्सट्रेटवर पातळ फिल्म जमा करते. सामान्य उष्णता स्त्रोतांमध्ये प्रतिकार हीटिंग आणि इलेक्ट्रॉन बीम हीटिंगचा समावेश आहे.

स्पटरिंग कोटिंग: जड गॅस आयनसह बॉम्बस्फोट करून, लक्ष्यित सामग्री अणू पातळ फिल्म तयार करण्यासाठी थरात फेकल्या जातात. सामान्य पद्धतींमध्ये डीसी स्पटरिंग आणि आरएफ स्पटरिंगचा समावेश आहे.

आयन प्लेटिंग: आयन स्त्रोताच्या क्रियेअंतर्गत, आयनीकृत सामग्री सब्सट्रेटवर जमा करण्यासाठी गती दिली जाते, सामान्यत: उच्च कडकपणा कोटिंग्ज तयार करण्यासाठी वापरली जाते.

फायदे, तोटे आणि अर्जाची व्याप्ती

पीव्हीडी तंत्रज्ञानाच्या फायद्यांमध्ये पातळ फिल्म घनता, मजबूत आसंजन आणि कमी प्रक्रियेचे तापमान समाविष्ट आहे

, परंतु उपकरणे जटिल आहेत आणि किंमत जास्त आहे. इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टिक्स आणि सजावट या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या धातू, मिश्र आणि सिरेमिक पातळ चित्रपटांच्या तयारीसाठी योग्य.

बी. रासायनिक वाष्प जमा (सीव्हीडी)

सीव्हीडीची मूलभूत संकल्पना

रासायनिक वाष्प जमा (सीव्हीडी) रासायनिक प्रतिक्रियांद्वारे सब्सट्रेट पृष्ठभागावर पातळ चित्रपट जमा करण्याचे तंत्र आहे. प्रतिक्रिया गॅस उच्च तापमानात विघटित किंवा रासायनिक प्रतिक्रिया देते आणि ठोस ठेवी तयार करते.

विविध सीव्हीडी पद्धती

लो प्रेशर सीव्हीडी (एलपीसीव्हीडी): सेमीकंडक्टर उद्योगासाठी योग्य चित्रपटाची गुणवत्ता आणि चांगली एकरूपता, कमी दाबाच्या वातावरणात प्रतिक्रिया देते.

प्लाझ्मा वर्धित सीव्हीडी (पीईसीव्हीडी): तापमान संवेदनशील सामग्रीसाठी योग्य, रासायनिक प्रतिक्रियांना गती देण्यासाठी आणि प्रतिक्रियेचे तापमान कमी करण्यासाठी प्लाझ्माचा वापर करणे.

मेटल ऑर्गेनिक केमिकल वाष्प जमा (एमओसीव्हीडी): मेटल सेंद्रिय संयुगे पूर्ववर्ती म्हणून वापरणे, हे आयआयआय-व्ही सेमीकंडक्टर मटेरियल सारख्या जटिल कंपाऊंड पातळ चित्रपट तयार करण्यासाठी योग्य आहे.

प्रक्रिया वैशिष्ट्ये आणि अनुप्रयोग उदाहरणे

सीव्हीडी प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये दाट फिल्म, उच्च शुद्धता आणि चांगली एकरूपता, परंतु उच्च तापमान आणि जटिल उपकरणे आहेत. सेमीकंडक्टर डिव्हाइस, सौर पेशी, ऑप्टिकल कोटिंग्ज आणि इतर फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

सी. अणु थर जमा (एएलडी)

अद्वितीय यंत्रणा आणि एएलडीची चरण

अणु थर जमा (एएलडी) हे एक तंत्र आहे जे वैकल्पिकरित्या पूर्ववर्ती गॅस आणि प्रतिक्रिया गॅस पुरवठा करून आणि थर पृष्ठभागावर थरांद्वारे अणु थर थर जमा करून पातळ चित्रपटांच्या जाडीवर तंतोतंत नियंत्रण ठेवते. त्याची अद्वितीय स्वत: ची मर्यादित प्रतिक्रिया यंत्रणा नॅनोस्केलच्या चित्रपटाच्या जाडीवर अचूक नियंत्रण करण्यास अनुमती देते.

पीव्हीडी आणि सीव्हीडीशी तुलना

पीव्हीडी आणि सीव्हीडीच्या तुलनेत, एएलडीचे फायदे फिल्मची जाडी, उच्च एकरूपता आणि जटिल संरचना कव्हर करण्याची मजबूत क्षमता यांच्या अचूक नियंत्रणामध्ये आहेत. तथापि, जमा करण्याची गती कमी आहे, ज्यामुळे अनुप्रयोगांसाठी योग्यता आणि एकरूपता आवश्यक आहे.

अनुप्रयोग प्रॉस्पेक्ट

एएलडी टेक्नॉलॉजीमध्ये मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, नॅनोटेक्नॉलॉजी आणि बायोमेडिसिन सारख्या क्षेत्रांमध्ये विस्तृत अनुप्रयोगांची शक्यता आहे, जसे की उच्च के डायलेक्ट्रिक फिल्म, नॅनोवायर आणि बायोसेन्सर तयार करणे.

व्हॅक्यूम कोटिंग उपकरणे आणि प्रक्रिया प्रवाह

उत्तर: टिपिकल व्हॅक्यूम कोटिंग उपकरणे

कोटिंग मशीनची मूलभूत रचना

ठराविक कोटिंग उपकरणांमध्ये व्हॅक्यूम चेंबर, एक्सट्रॅक्शन सिस्टम, हीटिंग सिस्टम, कंट्रोल सिस्टम आणि कोटिंग स्रोत समाविष्ट आहेत. व्हॅक्यूम चेंबर कमी-दाबाचे वातावरण प्रदान करते, पंपिंग सिस्टमचा वापर व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी आणि राखण्यासाठी केला जातो, कोटिंग स्रोत सामग्री प्रदान करते आणि कंट्रोल सिस्टम मॉनिटर्स आणि प्रक्रिया पॅरामीटर्स समायोजित करते.

सामान्य डिव्हाइस प्रकार

बाष्पीभवन कोटिंग मशीन: प्रतिरोध हीटिंग किंवा इलेक्ट्रॉन बीम हीटिंगद्वारे सामग्री बाष्पीभवन आणि सब्सट्रेटवर जमा केली जाते.

स्पटरिंग कोटिंग मशीन: लक्ष्यित सामग्री अणू मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग किंवा रेडिओ फ्रिक्वेन्सी स्पटरिंगद्वारे सब्सट्रेटवर फेकले जातात.

आयन प्लेटिंग उपकरणे: पातळ चित्रपट जमा करण्यासाठी उच्च-उर्जा आयन बीम तयार करण्यासाठी आयन स्त्रोताचा वापर करणे, सामान्यत: हार्ड कोटिंग्जच्या तयारीसाठी वापरले जाते.

बी प्रक्रिया प्रवाह

प्री प्रोसेसिंग प्रक्रिया

कोटिंग करण्यापूर्वी, पृष्ठभागाच्या प्रदूषक आणि ऑक्साईड थर काढून टाकण्यासाठी सब्सट्रेट पृष्ठभाग साफ करणे आणि प्रीट्रिएट करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे चित्रपटाची आसंजन आणि एकसारखेपणा सुनिश्चित होईल. सामान्य पद्धतींमध्ये अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग, केमिकल क्लीनिंग आणि प्लाझ्मा क्लीनिंगचा समावेश आहे.

कोटिंग प्रक्रिया

कोटिंग प्रक्रियेची गुरुकिल्ली म्हणजे व्हॅक्यूम डिग्री, तापमान, गॅस प्रवाह दर आणि जमा दरासह नियंत्रण पॅरामीटर्सचे ऑप्टिमायझेशन. हे पॅरामीटर्स चित्रपटाच्या गुणवत्ता आणि कामगिरीवर थेट परिणाम करतात.

पोस्ट प्रक्रिया प्रक्रिया

कोटिंगनंतरच्या चित्रपटासाठी चित्रपटाची भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आणि स्थिरता सुधारण्यासाठी एनिलिंग आणि पॅसिव्हेशन सारख्या पोस्ट-ट्रीटमेंटची आवश्यकता असते.

सी. प्रक्रिया नियंत्रण आणि ऑप्टिमायझेशन

व्हॅक्यूम डिग्री, तापमान, वातावरण, इत्यादी पॅरामीटर्सचे नियंत्रण

व्हॅक्यूम डिग्री, जमा तापमान आणि गॅस रचना अचूकपणे नियंत्रित करून, पातळ चित्रपटांची वाढ प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ केली जाऊ शकते आणि चित्रपटांची एकरूपता आणि कामगिरी सुधारली जाऊ शकते.

कोटिंग जाडी आणि एकरूपतेचे नियंत्रण

क्वार्ट्ज क्रिस्टल मायक्रोबॅलेन्स आणि ऑप्टिकल मॉनिटरींग सिस्टम सारख्या ऑनलाइन मॉनिटरिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून, चित्रपटाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी रिअल-टाइम मॉनिटरींग आणि कोटिंग जाडी आणि एकसारखेपणाचे नियंत्रण प्राप्त केले जाऊ शकते.

गुणवत्ता चाचणी आणि मूल्यांकन पद्धती

चित्रपटाच्या गुणवत्तेच्या शोधात भौतिक, रासायनिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांचे मूल्यांकन, जसे की चित्रपटाची जाडी, पृष्ठभाग मॉर्फोलॉजी, रचना विश्लेषण, आसंजन, कडकपणा इत्यादी. सामान्य पद्धतींमध्ये स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (एसईएम), अणु शक्ती मायक्रोस्कोपी (एएफएम), एक्स-रे डिफ्रक्शन (एक्सआरडी) आणि स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण समाविष्ट आहे.

व्हॅक्यूम कोटिंगची अर्ज उदाहरणे

ए. इलेक्ट्रॉनिक्स आणि सेमीकंडक्टर उद्योग

इंटिग्रेटेड सर्किट मॅन्युफॅक्चरिंग

मेटल इंटरकनेक्ट थर, इन्सुलेशन थर आणि संरक्षक थर जमा करण्यासाठी व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञान एकात्मिक सर्किट मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये वापरले जाते. उच्च-परिशुद्धता कोटिंग प्रक्रिया सर्किट कार्यक्षमता आणि विश्वसनीयता सुनिश्चित करते.

प्रदर्शन आणि सेन्सरसाठी कोटिंग तंत्रज्ञान

प्रदर्शन मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, व्हॅक्यूम कोटिंगचा वापर पारदर्शक प्रवाहकीय चित्रपट आणि ऑप्टिकल चित्रपट जमा करण्यासाठी केला जातो; सेन्सर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, कोटिंग तंत्रज्ञान संवेदनशील घटक आणि संरक्षणात्मक स्तर तयार करण्यासाठी वापरले जाते, सेन्सरची संवेदनशीलता आणि टिकाऊपणा सुधारते.

बी ऑप्टिक्स आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स

ऑप्टिकल पातळ चित्रपटांचे प्रकार आणि अनुप्रयोग

ऑप्टिकल पातळ चित्रपटांमध्ये अँटी रिफ्लेक्टीव्ह फिल्म्स, अँटी रिफ्लेक्टीव्ह चित्रपट, फिल्टर चित्रपट आणि प्रतिबिंबित चित्रपटांचा समावेश आहे. चित्रपटांच्या जाडी आणि ऑप्टिकल गुणधर्मांवर तंतोतंत नियंत्रण ठेवून, विशिष्ट ऑप्टिकल प्रभाव प्राप्त केले जाऊ शकतात, जसे की प्रतिबिंब कमी करणे, प्रसारण वाढविणे आणि निवडक फिल्टरिंग.

लेसर आणि ऑप्टिकल डिव्हाइसमध्ये कोटिंगचा अनुप्रयोग

लेसर आणि ऑप्टिकल डिव्हाइसमध्ये, व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञानाचा वापर उच्च-कार्यक्षमता मिरर, विंडोज आणि लेन्स तयार करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे ऑप्टिकल सिस्टमची कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारते.

सी. यांत्रिक आणि संरक्षणात्मक अनुप्रयोग

हार्ड कोटिंग आणि पोशाख-प्रतिरोधक कोटिंग

हार्ड कोटिंग्ज आणि पोशाख-प्रतिरोधक कोटिंग्ज व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केल्या जातात आणि त्यांच्या पोशाख प्रतिकार आणि सेवा जीवन सुधारण्यासाठी साधने, मूस आणि यांत्रिक भागांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जातात.

अँटी-कॉरोशन कोटिंग्जचा वापर

अँटी गंज कोटिंग्ज क्रोमियम आणि टायटॅनियम सारख्या गंज-प्रतिरोधक सामग्रीचा एक थर जमा करतात, व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञानाद्वारे त्याचे गंज प्रतिकार वाढविण्यासाठी आणि उपकरणांचे सेवा आयुष्य वाढविण्यासाठी.

डी. उदयोन्मुख क्षेत्रात अनुप्रयोग

नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये व्हॅक्यूम कोटिंग

नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये, व्हॅक्यूम कोटिंगचा वापर नॅनोस्केल स्ट्रक्चर्स आणि नॅनोवायर, नॅनो पार्टिकल्स आणि क्वांटम डॉट्स सारख्या पातळ चित्रपट तयार करण्यासाठी केला जातो, इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि कॅटालिसिस सारख्या क्षेत्रात लागू केला जातो.

बायोमेडिकल अनुप्रयोग

बायोमेडिकल applications प्लिकेशन्समध्ये बायोकॉम्पॅन्सिबल फिल्म्स, सेन्सर आणि वैद्यकीय डिव्हाइस पृष्ठभागावर कार्यात्मक कोटिंग्ज तयार करण्यासाठी, त्यांची कार्यक्षमता आणि सुरक्षितता सुधारण्यासाठी व्हॅक्यूम कोटिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो.