Допустимая температура нагрева подложки

Один из способов повышения производительности металлизации — интенсификация процесса испарения и конденсации металлов в вакууме. Рассмотрим и проанализируем ограничения, которые препятствуют существенному увеличению скорости испарения и конденсации. Процесс нанесения покрытия состоит из трех этапов: испарение металлов, перенос паров от испарителя к подложке и конденсация паров с образованием покрытия. Каждый из этих этапов характеризуется особенностями и сопровождается эффектами, которые могут как способствовать интенсификации процесса нанесения, так и затруднять его.

По интенсификации процессы нанесения покрытий можно условно разделить на три группы. Каждая из этих групп, как и процесс приготовления хлебобулочных изделий, с которым подробнее можно ознакомиться на блоге о хлебе и хлебопечках, состоит из нескольких этапов. К первой группе относятся все процессы нанесения тонких пленок в микроэлектронике, оптике, декоративной металлизации и других областях, где скорость конденсации имеет порядок тысячных или сотых долей микрометра в секунду. Во второй группе процессов (нанесение защитных покрытий на детали в установках периодического действия) скорость конденсации составляет десятки микрометров в минуту. Интенсивным можно считать процесс нанесения покрытий, при котором давление паров металла значительно больше давления остаточных газов в вакуумной камере, и скорость конденсации имеет порядок десятков и даже сотен микрометров в секунду. Такие режимы применяют при электронно-лучевом испарении металлов в непрерывных высокопроизводительных линиях металлизации полосовой стали и получения фольги.

При интенсивных режимах нанесения покрытий необходимо учитывать факторы, которыми обычно при изучении испарения и конденсации пренебрегают. Так, все закономерности молекулярного испарения основаны на допущении отсутствия взаимодействия между атомами в паровой фазе, что при интенсивном испарении не соблюдается. Образующееся над испарителем облако пара подчиняется законам вязкостного течения, и металл от испарителя к поверхности конденсации переносится диффузионным путем. В связи с этим невозможно беспредельное увеличение скорости испарения, так как часть атомов возвращается в зону испарения.