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Usos de la vacuometalización

August 10, 2018

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         Foucs reales de la tecnología de Shangai en el abastecimiento soluciones de la vacuometalización de PVD, de PECVD y de PAPVD en diversos subtrates para conseguir las películas previstas de las propiedades:  como 

1. proceso que croma duro del plástico PVD, capa del cromo de PVD para substituir la solución de electrochapado de Cr6+,

2. Cobre plateado directo del DPC en las hojas de cerámica (Al2O3, AlN),

3. El moudule del vehículo de Fuel Cell del hidrógeno filma el depositon por proceso de PECVD, 

4. Alto vacío de CsI que metaliza con el proceso termal de la evaporación para la alta proyección de imagen de la radiografía;

5. la capa decorativa le gusta el oro del ZRN, oro TiAlN, TiAlC, ZrCN, CrC, CrCN de la lata en el acero inoxidable, vidrio, de cerámica, de cobre amarillo, aleación del cinc, aleación de aluminio, productos del material del ABS.

6. Deposición del Fullerene C60 en productos. 

 

Estamos apuntando a la cooperación con más organizaciones del R&D para desarrollar más usos. 

 

 

 

Introducción


El vacío es un ambiente donde está menos la presión de gas que el ambiente. Un plasma es un ambiente gaseoso en el cual hay bastantes iones y electrones para que haya conductividad eléctrica apreciable. La vacuometalización es la deposición de una película o de una capa en un ambiente del vacío (o el plasma de baja presión). El término se aplica generalmente a los procesos que depositan los átomos (o las moléculas) uno a la vez por ejemplo la deposición de vapor física (PVD) o los procesos de baja presión o CVD plasma-aumentado (PECVD) de la deposición de vapor químico (LP-CVD). En procesos de PVD, el material que es depositado viene de la vaporización de una superficie sólida o líquida. En procesos del CVD, el material que es depositado viene de una especie química del precursor del vapor que sea descompuesta por la reducción o la descomposición-sobre todo termal en una superficie caliente.

 

El material que es depositado reacciona en algunos casos con el ambiente gaseoso o una especie codeposited para formar una película de un material compuesto tal como un óxido, un nitruro, carburo, o un carbonitride. En el CVD que procesa, el uso de un plasma de hacer fragmentos del precursor químico del vapor en la fase de vapor permite que los procesos de la descomposición o de la reducción procedan en temperaturas más bajas que con la activación termal sola. PECVD se puede realizar en las presiones tan bajas como ésas usadas en PVD que procesa (PECVD, LP-PECVD de baja presión), donde el vapor del precursor se descompone principalmente en el plasma. En algunos casos un proceso híbrido de la deposición de PVD y de LP-PECVD se utiliza para depositar las aleaciones, los compuestos, o los compuestos. Un ejemplo es metal carbonitrides donde el carbono viene de un precursor químico del vapor tal como acetileno; el nitrógeno viene de un gas; y el metal de la evaporación, de la farfulla, o de la vaporización del arco de una superficie sólida o líquida.

 

Películas eléctricamente conductoras


Las películas del metal son las películas eléctricas mas comunes del conductor. Las películas del metal se pueden utilizar como metalizaciones “combinadas” o se pueden formar en las líneas discretas del conductor (“rayas”) enmascarando el substrato durante la deposición o por procesos fotolitográficos subsiguientes de la aguafuerte. Las líneas del conductor se utilizan en tecnología del microcircuito híbrido y en la fabricación de dispositivos de semiconductor. A menudo, los conductores eléctricos son películas de múltiples capas (pilas) donde cada capa tiene una función. Por ejemplo, la pila de la película del conductor pudo tener la composición: Vidrio-Ti-Paladio-Cu-Au. (Ti) titanium es la capa del “pegamento”, el paladio (Pd) proporciona resistencia a la corrosión, (Cu) de cobre es un conductor eléctrico, y el oro (Au) proporciona la protección contra la corrosión. Los conductores del metal depositado en “vias” se utilizan en el establecimiento de contactos eléctricos entre diversas capas en la fabricación del dispositivo de semiconductor. La metalización combinada se utiliza para proporcionar interferencia electromágnetica (EMI) e interferencia (RFI) de la radiofrecuencia que protege en las estructuras tales como los estuches de plástico para los teléfonos móviles, electrodos para los electrodos rígidos y flexibles del condensador, y las superficies para el radar “desperdicio.”

Metal el nitruro, carburo, y las películas del siliciuro son generalmente eléctricamente conductoras (el Si3 N4 y AlN son excepciones importantes). En algunos usos, las películas de estos materiales refractarios se utilizan para proporcionar barreras de difusión entre los materiales. Por ejemplo, en la metalización del semiconductor, el aluminio o el material del electrodo del oro difundirá en el silicio durante el proceso de alta temperatura. Una película titanium eléctricamente conductora del nitruro depositada en la superficie del silicio antes de que se deposite el electrodo del metal prevendrá la difusión. Los contactos estables, eléctricamente conductores, nonrectifying, del metal de la generación del semiconductor de metales o los compuestos del metal-siliciuro son un aspecto importante de la fabricación del dispositivo de semiconductor. Los nitruros del metal tales como nitruro (TaN) del tantalio se utilizan como materiales del resistor de película fina. Eléctricamente los óxidos conductores no transparantes tales como trióxido del cromo (Cr2 O3), óxido de papel principal (PbO), y oxígeno del rutenio (RuO) se utilizan como electrodos en atmósferas oxidantes das alta temperatura.

Los superconductores son los materiales que tienen cerca de la resistencia eléctrica cero debajo de una cierta temperatura crítica (Tc). T bajoc (menos que [<>c (mayor que [>] K) el material del superconductor 50 es una mezcla de óxidos los óxidos (del itrio-bismuto-cobre [Y-BI-Cu], YBCO). Las películas finasdel alto superconductor de Tc son depositadas a menudo por la ablación del laser en vacío.

 

Conductores eléctricos transparentes
Las películas conductoras transparentes de (TCO) del óxido, tales como trióxido del indio (en2 O3), estañan el dióxido (SnO2), óxido de cinc (ZnO) y una aleación del óxido del indio y el óxido de la lata (ITO), tiene usos numerosos tales como calentadores en las ventanas para descongelar, las capas antiestáticas en las pantallas de visualización, los electrodos en pantallas planas y los dispositivos electrocrómicos, y los electrodos en flexible (pantalla resistente) y las pantallas táctiles rígidas (de la pantalla capacitiva). La resistencia eléctrica para las películas de TCO puede variar de mayor de 1.000 ohmios por “cuadrado” a menos de 10 ohmios por cuadrado con la buena transmisión óptica.

 

Aisladores eléctricos
Las películas eléctricamente aisladores se utilizan para aislar eléctricamente componentes que conducen en dispositivos de semiconductor, y como dieléctrico dentro de los condensadores. Los materiales comunes de la película del aislador son dióxido de silicio (SiO2), trióxido de aluminio (Al2 O3), el pentóxido del tantalio (TA2 O5), el nitruro de silicio (Si3 N4), y nitruro de aluminio (AlN). La interposición de un de revestimiento de óxido fino entre un de película metálica y un semiconductor permite la formación del dispositivo tecnológico importante de (MOS) del metal-óxido-semiconductor. Las capas gruesas de SiO2, con su coeficiente bajo de extensión termal, pueden ser rf farfullan depositado. Las capas de aislamiento de SiO2, del nitruro de silicio (Si2 N3), y de vidrio son depositadas por PECVD para las capas de la encapsulación y del aislamiento en el proceso del semiconductor.

 

Películas ópticas
Las películas ópticas, películas generalmente de múltiples capas (“pilas”), son las películas que afectan a la transmisión o a la reflexión óptica de una superficie. Están alternando generalmente capas de materiales que tienen el alto (germanio [GE], Si, TiO2, dióxido de circonio [ZrO2], SiO, dióxido del cerio [CEO2]) y el punto bajo (fluoruro del magnesio [MGF2], SiO2) índice de refracción. Un uso importante es las capas de (AR) de los antireflejos en las lentes. Las pilas ópticas de la película se pueden utilizar como filtros ópticos. La densidad neutral o los filtros grises reduce la intensidad de luz igualmente para todas las longitudes de onda; los filtros de banda ancha afectan a la transmisión de la radiación sobre una gama de longitud de onda ancha, mientras que los filtros estrechos o monocromáticos afectan a la transmisión sobre una región muy estrecha de la longitud de onda. Un ejemplo de un filtro de banda ancha es un “filtro de borde” que “cortan” (UV) ultravioleta emitido por una lámpara de vapor de mercurio. Los ejemplos de filtros des banda estrecha son los filtros de color usados en fotografía y en proyectores.

Algunas pilas de la película son un tipo especial de película óptica que tenga un color que se relacione con la ángulo-de-observación (OVIDs). Estas películas permiten olográfico-como proyección de imagen. Estas películas de OVID se utilizan como dispositivos de seguridad para evitar la falsificación. Estas películas son una consecuencia de las películas interferencia-coloreadas usadas para las películas decorativas y, cuando están pulverizadas, como pigmentos.

 

Capas termales del control
La composición de las capas termales del control en ventanas diferencia con el resultado final deseado. Si el objeto es guardar la radiación solar de entrar a través de la ventana, una película de múltiples capas del vidrio-TiO2 - el cr-TiO2 puede ser utilizado (capa solar del control). Si el objeto es mantener calor el cuarto, una película fina de la plata se puede utilizar para reflejar el 85% al 95% de la radiación infrarroja a baja temperatura nuevamente dentro del cuarto (capa baja-e). Una tal “capa doble-e” es vidrio-ZnO-AG (Ti) - ZnO-AG (Ti) - ZnO-TiO2. El ZnO proporciona una capa antireflective.

Otros tipos de capas termales del control se utilizan para absorber la radiación solar (amortiguadores solares), fijan selectivamente la radiación por adsorción solar y para no emitir la radiación infrarroja (amortiguadores solares selectivos), o para tener una alta emisividad para aumentar el enfriamiento por la radiación. Las capas de barrera termal se utilizan para reducir el transporte termal de un ambiente caliente al substrato. El óxido de circonio (ZrO2) estabilizado con el óxido de calcio (CaO), MgO, o Y2 O3 se utiliza como capa de barrera termal en las cuchillas de turbina del motor de avión.

 

Capas del reflector
Las películas del metal son ampliamente utilizadas para las superficies del reflector. La plata es de uso frecuente cuando la corrosión no es un problema, por ejemplo para los espejos de la detrás-superficie. De aluminio puede ser utilizado como una delantero-superficie o reflector de la detrás-superficie. A menudo, los reflectores aluminizados de la delantero-superficie, tales como reflectores de la linterna, están sobre revestido con una película protectora del polímero (capa superior). El cromo se utiliza en los reflectores de la delantero-superficie cuando la corrosión es un problema aunque su reflectividad en el visible (el 60%) es menos que el del aluminio (el > 90%). Las películas del reflector se utilizan en usos comúnmente encontrados numerosos, por ejemplo en los compact-disc para el almacenamiento del vídeo y de la música, los reflectores de la lámpara, y los espejos de la representación visual tales como los retrovisores para los coches. Las películas en algunos casos de múltiples capas, similares a las películas ópticas de múltiples capas, se utilizan para reflejar selectivamente ciertas longitudes de onda y no otras. Los ejemplos son los “espejos fríos” que reflejan la radiación visible pero no las longitudes de onda infrarrojas y “calientan los espejos” que reflejan el infrarrojo pero no el visible. Los espejos del calor se utilizan para aumentar la temperatura interna de las lámparas del halógeno. Los espejos fríos se utilizan para reducir el calor de la iluminación de la etapa en actores.

 

Empaquetado
Las capas de barrera se utilizan en las películas y el papel flexibles del polímero para que el acondicionamiento de los alimentos reduzca la tarifa de transmisión del vapor de agua (WVTR) y la tarifa de transmisión del oxígeno (OTR) a través de la película del papel o del polímero. El material de revestimiento más común de la barrera es de aluminio, que se deposita en los rollos de la película del polímero (web), después proveído a los “convertidores” quién fabrican el empaquetado. Las capas de metal se depositan en algunos casos en una superficie y después “se transfieren” a la película de empaquetado. Las capas de barrera transparentes son deseables en muchos casos. Las capas de SiO2-x, por la evaporación reactiva y PECVD y las capas compuestas del Al2 O3 del2:30%de SiO por la co-evaporación del E-haz se utilizan para formar capas de barrera transparentes. El material de revestimiento compuesto es más denso y flexible que el material depositado de SiO2 o del Al2 O3 solamente. Las películas de aluminio se utilizan en los globos helio-llenados polímero para reducir la pérdida de helio.

 

Capas decorativas y decorativas/del desgaste
La metalización para los propósitos estrictamente decorativos es un mercado grande. Los usos varían del polímero de la capa web-que entonces se convierten a las aplicaciones decorativas tales como globos y etiqueta-a la metalización de artículos tridimensionales, tales como trofeos de los deportes, el cinc muere molde y los accesorios decorativos moldeados del polímero, y de los envases cosméticos. Estas capas consisten en a menudo una capa de aluminio reflexiva que se deposite en una capa baja lisa, después sobre revestido con una laca teñida para dar a la capa el color deseado y para texturizarlos y la resistencia también de la corrosión y de desgaste.

En algunos usos, además de los aspectos decorativos de la capa, la capa se requiere para soportar desgaste. Por ejemplo, el nitruro titanium (TiN) es oro coloreado, y el titanio carbonitride (ticxNy) puede variar en color del oro a la púrpura para ennegrecerse dependiendo de la composición. El nitruro del circonio (ZRN) tiene el color del latón y es mucho más desgaste y rasguño resistentes que latón. Las capas decorativas/del desgaste se utilizan en el hardware de la puerta, los accesorios de fontanería, los artículos de la moda, hardware marino, y otros tales usos.

 

Difícilmente y desgaste - capas resistentes
Las capas duras se llaman las capas metalúrgicas y son a menudo un tipo de capa tribológica. Las capas duras se utilizan para aumentar la eficacia del corte y la vida operativa de las herramientas de corte y para mantener las tolerancias dimensionales de los componentes usados en los usos donde el desgaste puede ocurrir, por ejemplo los moldeos por inyección. Además, las capas pueden actuar como barrera de difusión donde las temperaturas altas son generadas por el movimiento entre las superficies o la protección contra la corrosión en ambientes agresivos. Hay diversas clases de materiales de revestimiento duros. Incluyen: óxidos metálicos ionically consolidados (Al2 O3, ZrO2, y TiO2), materiales covalente consolidados (sic, el carbono del boro [B4C], el diamante, el diamante-como-carbono [DLC], el tic, AlN, CrC, carburo mezclado, nitruro y carbonitride las aleaciones compuestas, y el nitruro de boro cúbico), y algunas aleaciones del metal (itrio de aluminio del cromo del cobalto [CoCrAlY], Nial, NiCrBSi). Las capas se pueden acodar en algunos casos para combinar propiedades.

Las capas duras también se utilizan para minimizar cansancio-desgaste, por ejemplo se encuentran en rodamientos. las capas Desgaste-resistentes también se pueden aplicar a las superficies donde hay una carga ligera o periódica. Por ejemplo, las capas duras se depositan en los plásticos para mejorar resistencia del rasguño. Los usos están en las lentes plásticas moldeadas y los toldos plásticos del aeroplano. Lleve en algunos casos las capas, tales como SiO2 o el Al2 O3, se puede aplicar a las superficies ya duras, tales como vidrio, para aumentar la resistencia del rasguño.

 

Películas eléctricamente activas
Las películas dopadas del silicio se utilizan en dispositivos de semiconductor, y estas películas son depositadas a menudo por una epitaxia de haz molecular llamada una técnica de la evaporación de PVD técnica muy sofisticada (MBE) o del CVD de la epitaxia (VPE) de la fase de vapor. El silicio amorfo para las células solares es depositado por PECVD en las web y los substratos rígidos. Las películas de Electochromic, que cambian la transmisión óptica en el uso de un voltaje, dependen de la difusión de una especie móvil en la película bajo campo eléctrico. Las películas de un material tales como selenio pueden cargarse eléctricamente cuando están expuestas a la luz. Tales películas se utilizan para sostener la tinta en máquinas de fotocopia.

 

Medios de almacenamiento magnético
Se clasifican los materiales magnéticos como “difícilmente” o “suavemente” dependiendo de cómo es difícilmente magnetizar, desmagnetice, o “cambie” el campo magnético. Materiales magnéticos suaves, tales como las aleaciones de níquel e hierro (hierro [FE]: el Ni de 40 a del 80%) y el FE5 O12 (granate) de Y2 se utilizan en los dispositivos de almacenamiento de la memoria donde los datos se cambian a menudo. Materiales magnéticos duros tales como magnetita, Co: Ni: tungsteno [W], Co: renio [con referencia a], gadolinio [Gd]: Co, y Gd: terbio [TB]: El FE se utiliza en medios más permanentes de la grabación tales como cintas de audio. Las diversas técnicas se utilizan para definir los ámbitos magnéticos que actúan como los sitios de almacenamiento.

 

Capas protectoras de la corrosión
La protección contra un ambiente químico agresivo se puede lograr de varias maneras. La superficie se puede cubrir con un material inerte o con un material que forme una superficie protectora después de reaccionar con el ambiente o con un material que sacrificatorio sea quitado para proteger el material subyacente. El tantalio, el platino, y el carbono están inertes en muchos ambientes químicos. Por ejemplo, las capas del carbono se utilizan en los metales que se implantan en el cuerpo humano para proporcionar compatibilidad. En las piezas de la industria aeroespacial están revestidos de aluminio por el proceso de PVD de la deposición de vapor del ion (IVD) para prevenir la corrosión galvánica de materiales disímiles en contacto.

El cromo, el aluminio, el silicio, y las aleaciones de MCrAlY (donde está Ni, Co, FE M) reaccionarán con oxígeno para formar una capa protectora coherente del óxido en la superficie. Si los iones del metal (FE, Cu) difunden más rápidamente que el oxígeno a través del óxido, un óxido grueso formará en la superficie. Si el oxígeno difunde más rápidamente a través del óxido que los iones del metal (los metales de la “válvula” del Al, del Si, del Ti, del zr-), la oxidación ocurrirá en el interfaz y un óxido fino será formado. Las capas de la aleación de MCrAlY se utilizan como capas protectoras en las cuchillas de turbina del motor de avión. Cadmio, aluminio, y Al: Las aleaciones del Zn se utilizan como capas sacrificatorias galvánicas en el acero. La galjanoplastia del cadmio del vacío (“VAC cad”) tiene la ventaja sobre el cadmio electrochapado en ésa allí no es ninguna posibilidad de la fragilidad de hidrógeno del acero de alta resistencia cuando se utiliza el proceso de la deposición de vacío.

 

Lubricantes de película sólida/bajo capas de la fricción
La NASA promovió el uso de los lubricantes vacío-depositados del sólido de la película fina. Los lubricantes son de dos tipos: el metal del bajo-esquileo lubricante-tal tan de plata y ventaja-y el compuesto de laminar-corte material-tal como el disulfuro de molibdeno (MOS2). Los lubricantes del metal del bajo-esquileo se utilizan en usos del alto-esfuerzo de torsión tales como los ánodos giratorios en tubos de radiografía. los materiales compuestos del Bajo-esquileo se utilizan en usos del mecánico-transporte en vacío y donde el lubricante “arrastramiento” puede ser un problema. Porque solamente una película muy fina es necesaria para la lubricación, el uso de la película del lubricante no da lugar a cambios significativos de dimensiones. Las capas bajas de la fricción de carbono metal-que contiene (yo-c) se utilizan para reducir desgaste en usos mecánicos del contacto

 

Estructuras libres

Las estructuras libres pueden ser hechas depositando una capa en una superficie (mandril), después separando la capa de la superficie del mandril o disolviendo el mandril. La técnica es útil para fabricar las estructuras muy finas, las superficies complejas, o las hojas o las hojas de los materiales que son duros de deformar rodando. Los ejemplos son las ventanas usadas para la transmisión de la radiografía, conos del berilio de la fino-pared del boro para las hojas de alta frecuencia de la aleación de los altavoces de audio, y del metal del Ti-V-Al. Una nueva aplicación es relativamente la producción de dispositivos microelectromecánicos de los sistemas (MEMS) donde las estructuras muy pequeñas se fabrican usando procesos de la deposición y de la aguafuerte.

 

Capas bajas para electrochapar
Los materiales que son difíciles de electrochapar debido a la formación rápida del óxido pueden tener una capa baja adherente aplicada por procesos de PVD y entonces la capa urbanizada por la electrodeposición. Los ejemplos están plateando en el titanio, el uranio, y el circonio donde una capa baja de un material como el níquel o el cobre es aplicada por un proceso de PVD antes de que se acumule la capa electrochapada.

 

Películas del polímero
Está aumentando interés en el depósito de las películas orgánicas e inorgánicas del polímero en vacío. Estas películas se pueden formar por la condensación de un monómero seguido por el E-haz o el curado ULTRAVIOLETA para polimerizar el monómero o por la polimerización del plasma del monómero. El precursor del monómero puede rendir un carbono, un silicio, o un material de polímero boro-basado que contiene a menudo el hidrógeno, el cloro, o el flúor. Las películas con flúor se utilizan para formar superficies hidrofóbicas.

 

 ------------------------------------------- El artículo es de Donald M. Mattox, Management Plus, Inc. 

 

                                                        

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