Vakuum belegg teknologi og utstyr to hundre år med utviklingshistorie

Vakuum belegg teknologi og utstyr to hundre år med utviklingshistorie

IKS PVD, vi har avansert PVD vakuumbeleggsteknologi, iks.pvd@foxmail.com

Mange investerer i 3D-glass og OLED-prosjekter, og for å gjøre disse produktene godt må du forstå den mest kritiske delen, belegg.

Følgende er utviklingshistorien til den globale beleggteknologien. Kanskje du kan se det som den hemmelige oppskriften til familien. Så tidlig som mange år siden har noen gjort det, og det har blitt industrialisert i flere runder. Etter å ha lest denne artikkelen kan du også si, ikke lure meg, jeg leser også historien om belegget ...

Kjemisk belegg ble først brukt til å fremstille beskyttende film på overflaten av det optiske element. Deretter, i 1817, Fraunhofe i Tyskland med konsentrert svovelsyre eller salpetersyre erosjon av glass, innimellom oppnår den første antirefleksjonsfilmen, før 1835 noen med kjemisk våt separasjon avsetning av sølv speilfilm de er den første forberedelsen av optisk film i verden. Senere ble forskjellige optiske filmer belagt i kjemiske løsninger og damp. På 1950-tallet, unntatt noen applikasjoner av antirefleksfilm på stort og raskt vindusglass, ble kjemisk løsningsbelegg gradvis erstattet av vakuumbelegg.

Vakuumdampning og forstøvning er de to viktigste prosessene for fremstilling av optiske filmer i industrien. De ble brukt i stor skala, faktisk etter ankomsten av oljediffusjonspumpen, det mekaniske pumpesystemet, i 1930.

I 1935 ble en enkelt antireflektiv film utviklet for vakuumfordampning. Men den ble først brukt etter 1945 til linser.

I 1938 utviklet USA og Europa en dobbel antireflektiv film, men det var ikke før 1949 at et kvalitetsprodukt ble produsert.

I 1965 ble et bredbånds trelags antirefleksjonssystem utviklet. Når det gjelder reflekterende film, produserte generell elektrisk den første aluminiserte lampen i 1937. Tyskland i samme år lagde den første medisinske slitebestandige harde rhodiumfilmen. Når det gjelder filtre, ble den metalldelektriske filmen Fabry -Perot interferensfilter deponert i Tyskland i 1939.

I løpet av sputtering belegg, ca 1858, har britiske og tyske forskere funnet sputtering fenomenet i laboratoriet. Teknologien har utviklet seg sakte.

I 1955, etter at høyfrekvent sputteringsteknologi ble foreslått av Wehner, utviklet sputteringbelegg raskt og ble en viktig optisk tynnfilmprosess. Eksisterende deponeringsprosesser inkluderer bipolar sputtering, tripolisk sputtering, reaktiv sputtering, magnetron sputtering og dobbelt ion sputtering.

Siden 1950-tallet har optiske tynne filmer utviklet seg raskt i beleggteknologi og datamaskinstøttet design. I aspektet av belegg ble en rekke nye ionbaserte teknologier studert og anvendt.

I 1953 søkte Auwarter of Germany om patent på optisk tynnfilm for reaktiv fordampning og foreslått å øke den kjemiske reaktiviteten med ionisert gass.

I 1964 ble Mattox ionplating system introdusert på grunnlag av tidligere forskningsarbeid. På den tiden arbeidet ionsystemet under 10Pa trykk og 2KV utladningsspenning. Det ble brukt til å belegge slitesterkende og dekorative formål på metall, ikke egnet for optisk tynnfilmplating. Senere ble optiske tynne filmer avsatt på isolasjonsmaterialer som glass ved høyfrekvent ionplating. Siden 1970-tallet har en rekke nye teknikker blitt studert og anvendt, inkludert ion-assistert avsetning, reaktiv ionplating og plasma kjemisk damputjevning. På grunn av bruk av energiske ioner gir de tilstrekkelig aktiveringsenergi og øker overflatenes reaksjonshastighet. Forsknings- og utviklingsretningen for optisk tynnfilmsteknologi er å forbedre mobiliteten av adsorberte atomer og unngå dannelsen av kolonne mikrostruktur, for å forbedre egenskapene til optisk tynn film i forskjellige grader.

Faktisk er utviklingen av vakuumbeleggprosessen langt mer kompleks. La oss ta en titt på denne 200 år gamle teknologien:

I det 19. århundre

Vakuumbelegg har en historie på 200 år. På 1800-tallet var det på scenen for leting og forundersøkelse. Søkeres travails var på full skjerm i løpet av denne tiden.

I 1805 ble forholdet mellom kontaktvinkel og overflateenergi (Young) studert.

En Fraunhofer er dannet på en linse.

I 1839 begynte forskning på buefordampning (Hare).

I 1852 begynte han å studere vakuumspruttering belegg (Grove; Pulker).

I 1857 ble ledningen fordampet i nitrogen for å danne en tynn film (Faraday; Conn).

I 1874 ble det rapportert å bli gjort til en plasmapolymer (Dewilde; Thenard).

I 1877 ble vakuumsputteringavsetningen av tynne filmer studert (Wright).

1880, hydrokarbon gassfase pyrolyse (Sawyer; Mann).

1887, vakuumfordampning av tynne filmer (smeltedigel) (Nahrwold; Pohl; Pringsheim).

I 1896 ble den kjemiske prosessen for å danne en antireflektiv film utviklet.

I 1897 ble hydrogenreduksjonsmetoden for wolframtetraklorid (CVD) vellykket studert. Optisk interferometri av filmtykkelse (Wiener).

De første 50 årene av det 20. århundre

1904 Edison ble patentert for sputtering sølv på sylindere.

I 1907 ble vakuumreaksjonsfordampningsteknologien (Soddy) studert.

I 1913 ble forskning om adsorpsjonsisotermer (Langmuir, Knudsen, Knacke, etc.).

Tynn filmmotstand deponert ved forstøvning på glassstenger, 1917.

1920 Guntherschulzer, sputtering teori.

I 1928 ble vakuumfordampning av wolframfilament (Ritsehl, Cartwright, etc.).

I 1930 fordampte den sanne luftfasen til å danne ultrafine partikler (pfunds).

I 1934, den svingete plating av gull på gjennomsiktig cellofan (Kurz, Whiley); Plasma rensing av glass for filmavsetning (Bauer, Strong).

I 1935 ble vakuumfordampningsbelegning av Cd: Mg og Zn for metallpapirkondensatorer bestått (Bausch, Mansbridge). Sterk glass til palomas 100-tommers teleskop; Optisk linse belagt med et enkelt lag av antirefleksfilm (Sterk, Smakula); Studier om vekstmorfologi av metalliske filmer (Andrade, Matindale).

I 1937 ble det utviklet et forseglet strålehode med en blyreflektor (Wright). Vakuumviklings fordampningsbelegget (Whiley) ble vellykket utviklet. Penning magnetron forbedret sputtering belegg ble vellykket utviklet.

I 1938 ble Berghaus patentert for fordampning etter ionbombardement av overflaten. 1939 dobbelt antirefleksbelegg ble vellykket brukt (Cartwright, Turner).

I 1941 ble vakuumaluminert nett gjort til folie for radar.

I 1942 ble tre antireflekterende belegg belagt (Geffcken). Metalljonkilden for isotopseparasjon er vellykket utviklet.

I 1944 ble den elektroniske rensingen av glass utviklet (Rice, Dimmick).

I 1945 ble mange kvinner Banning flere optiske filtre (Banning, Hoffman).

I 1946 ble tykkelsen av tynne filmer målt ved røntgenabsorpsjonsmetode (Friedman, Birks). Goodfellow selskap i Storbritannia.

I 1947 var speilet på det 200-tommers teleskopet aluminiumbelagt.

I 1948 ble det nasjonale optiske laboratoriet (OCLI) etablert. Vakuum rask fordampning av avsatte partikler (Harris, Siegel); Filmtykkelsen styres av lystransmittansen (Dufour).

I 1949 studerte vekstmorfologien av ikke-metalliske filmer (Schulz).

I 1950 ble sputteringsteori etablert (Wehner). Halvlederindustrien begynte å ta av; En rekke mikroelektronikkindustrien begynte å ta av; Utvikling av kaldt lys speil (Turner, Hoffman, Schroder); Plast dekorative film begynte å dukke opp (Holland et al.

De siste 50 årene av det 20. århundre

Dette var de 50 årene som tynnfilmsteknologien tok av. Utviklingen av vakuumoppkjøp og vakuummåling er avgjørende for den hurtige industrialisering av tynnfilmsteknologi.

I 1952 ble sputtering rengjøringsmetode for automatisk overflate rengjøring vellykket utviklet. Nye reaksjonsfordampningsmetoder (Auwarter, Brinsmaid) ble undersøkt. Den korrosjonsbestandige plasmapolymerfilmen ble studert.

1953 ble det amerikanske vakuumsamfunnet grunnlagt; Antireflekterende filmmaterialer laget av vikling og belegging (3M).

I 1954 begynte selskapet å utvikle en ny vakuumfordampningscoiling og beleggingsmaskin (Leybold-selskap).

I 1955 begynte elektronstrålefordampningsteknologi for tynnfilmavsetning å modne (Ruhle). En rf sputtering metode for dielektrisk (Wehner) ble foreslått.

1956 ble den første amerikanske bilen med et metallbelegg introdusert (Ford Motor Company).

I 1957 ble vakuumkadmiumplateringsmetoden akseptert av luftfartsindustrien. Reaksjonsfordampningsmetode for optisk film ble undersøkt (Brismaid, Auwarter et al.). Amerikansk vakuumbelegg samfunn ble grunnlagt.

I 1958 ble filmpitaksialvækstteknologien vellykket utviklet (Gunther). NASA ble grunnlagt.

1959 magnetbåndsbelegningsutstyr utviklet (Temescal Corporation).

I 1960 opptrådte polymeroverflate-plasma-aktivavsetningsmetoden (Sharp, Schorhorm). Utvikling av ionkilde for elektrisk fremdriftsanordning (Kauffman); Målet med kvartskrystallfilmtykkelse er utviklet med hell.

Glass med lavt emissivitet ble utviklet i 1961 (Leybold); Begynte å studere sputtering utbyttet av elementer (Laegried, Yamamura, etc.).

I 1962 ble sputteringmetoden for kjemisk analyse studert. Arc-dampavsetning av karbon (Massey) og metall (Lucas); Rf sputtering metode for rengjøring medium (Stuart, Anderson et al.); Leybolds produkter kom inn på det amerikanske markedet; Så la oss tenke på elementets damptrykk.

I 1963 ble kontinuerlig belegningsutstyr med delvis atmosfærisk eksponering (Charschan, Savach, etc.) utviklet. Ionplating prosessen har blitt vellykket utviklet (Mattox).

I 1964 ble PECVD (plasmaforbedret kjemisk dampavsetning) -metode for fotovoltaiske filmer med suksess utviklet (Bradley et al.).

I 1965 ble biasputteringavsetningsmetoden vellykket utviklet (Maissel et al.). Laserdampavsetningsmetoden for tynne filmer ble vellykket utviklet (Smith, Turner). Rf-sputteringavsetningsmetoden for isolasjonsmaterialer ble vellykket utviklet (Davidse, Anderson et al.). Den pulserte laseravsetningsmetoden ble vellykket utviklet (Smith et al.); Det flerlags vakuummetallnettbeltefilm for acetatfilm ble vellykket utviklet (Galileo).

I 1966, ion aluminized reaktorer (Mattox, etc.); Jonbelegget av mykt metall som brukes som smøremiddel ble vellykket utviklet (Spalvins). God vedheft av sollysrefleksjonsfilm (3M selskap).

I 1967 ble det oppnådd forstøvning av krombelegg på kutter (Lane). Vakuumjonbelegningsmetoden er patentert (Mattox). Tripole-sputteringmetoden ble vellykket utviklet (Baun, Wan, etc.). Mattox-avsetning ved høyvakuum.

I 1968, i en roterende tank, en liten del av ionbelegget (Mattox, Klein), en prosess som ble kjent i luftfartsindustrien som iondampavsetning.

I 1969 ble magnetronsputtering utført i de halvkuleformede delene, og flere sputteringskilder ble patentert (Mullay). Leybolds nye sputtering filmcoater kom ut. Fordampningsfilm morfologisk kart publisert.

På 1970-tallet ble ulike vakuumbeleggsteknologier anvendt i industriell skala. Utviklingen av tynnfilmsteknologi har gått inn i en gylden alder.

I 1970 ble den hule katode-elektroniske kilde med vakuumfordampning vellykket utviklet (ULVAC); En høyt avsetnings-flersidig optisk beleggingsmaskin (OCLI) ble utviklet. Hul-katode-ionbeleggingsutstyr oppstod i Japan (ULVAC-selskap).

Bedrifter som har belagt glass med ionbombardement, sprang opp i mange land i 1971. Hard karbonfilm ble vellykket utviklet (Aisenberg et al.); Patentert magnetron sputtering metode i koniske komponenter (Clarke); Anodebue-fordampningskilden i en hvilken som helst posisjon vises (Snaper, Sablev); Under fordamping aktiveres plasmaet av den aktive gassen (Heitman, Auwarter, etc.). Utvikling av aluminisert sigarettpapir (Galileo); En ionbelegningsanordning ved bruk av en elektronstrålefordampningskilde vises (Chamber Corporation).

I 1972 ble Tagaki-metoden utviklet. Høyvakuum sputtering belegg enhet med ion pistol (Weissmantel); Studie om synkron bombardementeffekt av membranmorfologi (Mattox et al.); Tynn trådbeleggutstyr har blitt mye brukt.

I 1973 vedtok elektropletteringsindustrien nytt høyverdig og rimelig ionbelegningsutstyr (Bell Company); Plasmaforsterket kjemisk dampavsetning (PECVD) i flatplate reaktorer (Reinberg).

I 1974 oppstod den ultraviolett-ozonrensende teknologien (Sowell, Cuthrell, etc.). Studie av kompresjonsstress i ionbombardasjonsfilmer (Sowell, Cuthrell et al.); Teknologien til plan magnetisk kontrollbelegg ble patentert (Chapin).

I 1975 ble reaktivt ionbeleggsteknologi vellykket utviklet (Murayama et al.). · Patenterte sylindriske katode magnetron sputtering teknologi (Penfold, etc.) Ⅲ - Ⅴ klan halvledermateriale molekylær beam epitaxy (MBE) vellykket utviklet (Cho, Arthur); Alternativ ionbeleggsteknologi ble vellykket utviklet (Schiller); Chevrolet vises på bilens ramme.

I 1976 ble ionpistolen brukt til å deponere filmer i en synkron bombardement (Weissmantel).

I 1977 ble den medfrekvente planar magnetron-reaktive sputteringavsetningsmetoden vellykket utviklet (Cormia, etc.). Vakuumviklingsplating av ITO-film ble vellykket utviklet (Sierracin, Sheldahl, etc.). · Utviklet den elektroniske sputtering belegget utstyr for gardin vegg glass (AircoTemescal); Sputtering tynnfilmmorfologi (Thornton et al.); Sputter - oppvarmet speilbelegg (Chahroudi) på tynn ledning. I 1978 ble optisk diffraksjonsfilm vellykket belagt på tynnbanen (Coburn Company); Utvikling av kontrollerbar buefordampningskilde (Dorodnov); Utvikling av plasma-mørkebuefordampning (Aksenov et al.); Vinduet ble vellykket utviklet av ITO filmsputtering (senere referert til som CP)

I 1979 ble kommersielt on-line lav-emissivitets glassbelegg utstyr tatt i bruk. Sputtering deponering nettverk film for å oppnå industrialisering (CormiaChahroudi selskap); Patentert plan magnetronkatodeutvikling (BOCCT); En ny online høydeponeringshastighet glass sputtering belegg enhet (Leybold).

I 1980 ble ionpistol brukt til å forbedre stresset av dampet kromfilm (Hoffman, Gaerttner). Den første store sputtering coiling og belegg enheten kom ut (Leybold); Multi-arc dampavsetning har blitt industrialisert i USA. Ag-basert termisk kontroll belegg for å oppnå industrialisering (Leubold selskap).

I 1981 ble fysisk dampavsetning brukt til å belegge hardfilmen på verktøy. Dekorative og multifunksjonelle membraner for maskinvare (Leybold); Sputtering ion plating av dekorativ film (Leybold selskap); Sputtering coil plating enhet (Leybold); Online ITO - Ag - ITO beleggingsenhet med høy avsetningsrate (Leybold); En sølvbelagt reflekterende film ble utviklet (3M).

I 1982 ble gassfasen fordampning av ultrafine partikler industrialisert (ULVAC selskap). Patentert roterende magnetron sylindrisk katode (Mckelvey); Titan roterende planet sputtering mål vellykket utviklet (TicoTitanium).

I 1983 studerte forbedring av kjemisk aktivitet ved bombardement (Lincoln, Geis et al.); Det roterende sylindriske magnetronsputteringmålet ble vellykket utviklet (Robinson). High-density optisk plate (Phillips, Sony); Industriellisering av nettverksbelegningsutstyr for magnetbånd (Leybold); Metallisering fint nett dannes når vakuumgraden av fordampningsområdet endres konstant (Galileo-firmaet).

1984 gitterplatering av a-si fotovoltaiske filmer (energykon-enheter).

I 1985 ble vakuumfordampning av flerlags polymerfilmer patentert (GE). I 1986, forskning på ikke-likevekt magnetron sputtering (Windows, etc.).

Laserskalldeponering av HTS tynne filmer (Dijkkamp et al.); Den rasterløse hallionkilden ble vellykket utviklet (Kaufman, Robinson et al.). Farge blekkskriver utskrift (OCLI).

I 1988 ble dobbeltkatode mediumfrekvenssputtering-ionkilde vellykket utviklet (Este et al.). Industrialisering av dc sylindrisk roterende magnetron sputtering teknologi (BOCCT); Trykkpulsmetoden for å kontrollere spenningsspenningsspenningen har blitt utviklet med suksess (Cuthrell, Mattox).

I 1989 kom kotolz-funksjonalfilmen ut, nå kjent som CP-film.

I 1990 ble dual-ac hvis magnetron sputtering teknologi blitt moden (Leybold); Utvikling av fine mesh belegg utstyr for finansiell kabinett sikkerhet (ULVAC selskap); Et rystebord for fint skjermbelegg ble vellykket utviklet (Leybold); Den mellomfrekvensreaktive sputteringavsetningsmetoden for alumina ble vellykket utviklet (Leybold Company).

I 1991 ble akrylpolymerbelegget vellykket påført. ZrN dekorasjon film industrialisering (Leybold).

I 1993 ble skraperbeleggsteknologien patentert (Gillette Company);

I 1995 ble silisiumoksidbarrierefilmen patentert (BOCCT-selskap); En vellykket online klyngesputtering beleggteknologi for billykter (Leybold).

I 1997 ble akrylpolymerbeleggsteknologien omdøpt delta V-teknologi; TaN og Cu ble belagt på silisium ved fysisk dampavsetning (IBM). Utvikling av off-line klyngebeleggingsutstyr for dekorativ film (Leybold).

I 1998 ble skraperbeleggsutstyret med filterbue kilde satt i produksjon (Gillette selskap).

I 1999, delta V teknologi for stort område av glass langsgående belegg.