Курсовая работа: Физические основы нанесения покрытий методом распыления

где ρ – плотность материала покрытия.

Произведем расчет толщины покрытия, осаждаемого из плоского испарителя. Пусть с площадки ΔS1, размеры которой значительно меньше расстояния r, происходит испарение со скоростью v, кг/с (рисунок 12).

Рисунок 12 – Нанесение покрытия из плоского испарителя

Тогда на площадку dS с учетом второго закона Кнудсена в единицу времени осаждается покрытие массой dm

.

С учетом того, что

,

получим линейную скорость роста покрытия при испарении атомов металла из элемента поверхности ∆S1

.

Для получения интегрального значения скорости осаждения при испарении из плоского испарителя необходимо произвести вычисление

v=∫∫ vуdS,

S1

где S1- поверхность испарения; vу=vp/∆S1.

В ряде случаев при нанесении вакуумных покрытий важным является осаждение равнотолщинных слоев. Это требование достигается путем использования следующих основных технологических приемов:

1.Определение расчетным методом или же экспериментально оптимального количества и геометрических параметров размещения испарителей в вакуумной камере. Данный метод является основным, например, при нанесении покрытий на рулонные материалы (полимерные пленки, фольгу, ленту и т.д.).

2.Перемещение деталей в потоке испаряемых частиц. Этот прием используется при металлизации большого числа деталей, размеры которых достаточно малы.

3.Перемещение испарителей в вакуумной камере.

4.Применение нагреваемых экранов, подвижных заслонок, с помощью которых создается равномерно распределенный в камере поток атомов металла.

В ряде устройств для нанесения вакуумных покрытий одновременно используются несколько приведенных выше технолог