Processi principali:
- Sputtering magnetron sotto vuoto (strati ultra-sottili/sottili/medi-spessi)
- Sottostrato galvanico + processo composito Sputtering Magnetron (strati spessi)
Tipi di target in lega di nichel:
NiCr, NiTi, NiCu, NiCrAl (parametri generali; piccole modifiche possono essere apportate in base alla composizione specifica della lega)
Materiali del substrato:
Rame/Molibdeno/Titanio/Grafite (substrati target comunemente utilizzati)
Spessore del rivestimento rispetto alle caratteristiche del processo e alle applicazioni
| Gamma di spessori del rivestimento | Caratteristiche chiave del processo | Ambienti applicativi tipici | Tipi di target rappresentativi |
|---|---|---|---|
| Strato ultra-sottile (0,1–1 μm) | Basso tasso di sputtering; richiede un controllo preciso della potenza e del tempo di deposizione; uniformità di spessore molto elevata | 1. Strati di modifica superficiale per target di chip semiconduttori per migliorare la resistenza all'ossidazione; 2. Strati di transizione per target di rivestimento ottico per migliorare la riflettività ottica; 3. Rivestimenti anti-corrosione per bersagli elettronici di precisione utilizzati in ambienti leggermente corrosivi |
Obiettivi in lega NiCr (semiconduttore); Bersagli in lega NiTi (applicazioni ottiche) |
| Strato sottile (1–10 μm) | Bilancia l'uniformità del rivestimento e il costo; adatto per processi compositi di magnetron sputtering o galvanica + sputtering | 1. Strati di collegamento per target magnetron planari per collegare il materiale target con piastre di supporto (ad esempio, supporto in rame); 2. Strati funzionali per obiettivi fotovoltaici per migliorare la conduttività elettrica; 3. Strati protettivi per obiettivi di rivestimento sotto vuoto convenzionali in condizioni di carico medio- |
Obiettivi in lega NiCu (fotovoltaico); target di nichel puro (strati leganti) |
| Strato medio-spesso (10–30 μm) | Richiede uno sputtering segmentato per evitare un eccessivo aumento della temperatura; si consiglia la ricottura post-deposizione per alleviare lo stress interno | 1. Strati resistenti all'usura-per bersagli rotanti per prolungare la durata in applicazioni di sputtering ad alta-potenza; 2. Rivestimenti protettivi per obiettivi resistenti alla corrosione-in ambienti umidi o leggermente acidi/alcalini; 3. Strati di base per target di spruzzatura termica per migliorare l'adesione del rivestimento al substrato |
Bersagli in lega NiCrAl (resistenza all'usura); Bersagli in lega NiMo (resistenza alla corrosione) |
| Strato spesso (30–50 μm) | Sottostrato galvanico combinato con ispessimento dello sputtering per ridurre i tempi e i costi complessivi dello sputtering | 1. Strati-portanti per target di rivestimento industriale ad alta-potenza utilizzati nello sputtering continuo a lungo-termine; 2. Strati protettivi per bersagli che operano in ambienti estremamente corrosivi (ad esempio, applicazioni marine); 3. Livelli di correzione della planarità per target-di grandi dimensioni |
Bersagli in lega NiTi (rivestimento industriale); Bersagli in lega NiCr (ambienti estremi) |
III. Considerazioni chiave sul processo di abbinamento e sullo spessore del rivestimento
1. Controllo dell'uniformità dello spessore
Lo spessore del rivestimento sull'intera superficie target deve essere controllato all'interno±5%. Una deviazione eccessiva può portare a un'erosione irregolare del target durante lo sputtering, influenzando negativamente la qualità del rivestimento. L'uniformità può essere migliorata ottimizzando la distanza dal target-al-substrato e utilizzando substrati rotanti.
2. Relazione tra composizione del rivestimento e spessore
- Perstrati ultra-sottili (< 1 μm), i rivestimenti in nichel mono-componente sono preferiti per evitare la segregazione degli elementi della lega.
- Perthicker layers (> 10 μm), i rivestimenti multi-in leghe di nichel possono essere utilizzati per soddisfare requisiti funzionali come la resistenza all'usura o alla corrosione.
3. Impatto dell'ambiente di applicazione sullo spessore del rivestimento
- Applicazioni ad alta-usura o ad alta-potenza sputtering→ Rivestimenti di medio-spessore o spessi (10–50 μm)
- Elettronica di precisione e applicazioni ottiche→ Rivestimenti ultra-sottili o sottili (0,1–10 μm)
- Ambienti corrosivi più aggressivi→ Rivestimenti più spessi combinati con leghe di nichel resistenti alla corrosione-(ad es. NiCr, NiMo)
