ویکیوم کوٹنگ کا اصول انکشاف ہوا ہے: تکنیکی فاؤنڈیشن ، عمل کا بہاؤ ، اور صنعت کی درخواست

یہ ایک پتلی فلم بنانے کے لئے کم دباؤ والے ماحول میں جسمانی یا کیمیائی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے سبسٹریٹ سطح پر مواد جمع کرنے کا عمل ہے۔ اس ٹکنالوجی کے ذریعہ ، اعلی طہارت اور اعلی صحت سے متعلق پتلی فلم جمع کو حاصل کیا جاسکتا ہے ، جس سے اسے مخصوص آپٹیکل ، بجلی ، مکینیکل اور دیگر خصوصیات ملتی ہیں۔ لہذا ، ویکیوم کوٹنگ جدید صنعت میں درخواست کی اہم قیمت رکھتی ہے۔ مثال کے طور پر ، سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ، ویکیوم کوٹنگ کا استعمال ویفرز پر مختلف فنکشنل پرتوں کو تیار کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ آپٹکس کے میدان میں ، کوٹنگ کے ذریعے اینٹی عکاسی اور اینٹی ریفلیکشن اثرات حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ مکینیکل مینوفیکچرنگ میں ،ویکیوم کوٹنگاجزاء کی لباس کی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے۔

ویکیوم کوٹنگ کا بنیادی نظریہ

A. ویکیوم ٹکنالوجی کے بنیادی اصول

1. ویکیوم کی تعریف اور پیمائش

ویکیوم سے مراد ایک ماحولیاتی دباؤ (پارا کے 760 ملی میٹر ، 101325 PA) کے نیچے گیس کا ماحول ہے۔ ویکیوم کی مختلف ڈگریوں کے مطابق ، ویکیوم کو کم ویکیوم ، درمیانے ویکیوم ، اعلی ویکیوم ، اور الٹرا ہائی ویکیوم میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ ویکیوم ڈگری کی پیمائش عام طور پر پریشر گیجز ، جیسے میکیلہوس پریشر گیجز ، پیرانی گیجز ، اور سرد کیتھوڈ گیجز کا استعمال کرتے ہوئے کی جاتی ہے۔

2. ویکیوم حصول کا طریقہ

مکینیکل پمپ: مکینیکل پمپ مکینیکل تحریک کے ذریعے خارج ہونے والی گیس ، جن میں عام طور پر روٹری وین پمپ اور ڈایافرام پمپ شامل ہیں۔ یہ پمپ کم اور درمیانے ویکیوم کے حصول کے لئے موزوں ہیں۔

سالماتی پمپ: ایک مالیکیولر پمپ ایک تیز رفتار گھومنے والے روٹر کو میکانکی طور پر نکالنے کے لئے استعمال کرتا ہے ، جو اعلی اور الٹرا ہائی ویکیوم کے حصول کے لئے موزوں ہے۔

ٹربوپمپ: ٹربومولیکولر پمپ مکینیکل پمپ اور سالماتی پمپ کے فوائد کو یکجا کرتا ہے ، جس سے ملٹی اسٹیج گھومنے والے بلیڈوں کے ذریعے موثر پمپنگ کا حصول ہوتا ہے ، اور اعلی ویکیوم سسٹم میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

B. پتلی فلم فزکس

درجہ بندی اور پتلی فلموں کی بنیادی خصوصیات

تیاری کے طریقہ کار اور مقصد کے مطابق ، پتلی فلموں کو دھات کی فلموں ، سیرامک ​​فلموں ، پولیمر فلموں ، وغیرہ میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ پتلی فلموں کی بنیادی خصوصیات میں موٹائی ، یکسانیت ، آسنجن ، سختی ، نظری خصوصیات (جیسے ٹرانسمیٹینس اور عکاسی) اور بجلی کی خصوصیات (جیسے چالکتا اور ڈائی الیکٹرک مستقل) شامل ہیں۔

پتلی فلم کی نمو کا بنیادی عمل اور طریقہ کار

پتلی فلموں کی نمو کے عمل میں عام طور پر نیوکلیشن ، جزیرے کی نمو ، متناسب اور پرتوں کی نشوونما جیسے مراحل شامل ہوتے ہیں۔ نیوکلیشن ابتدائی مرحلہ ہے جس میں چھوٹے جزیروں کی تشکیل کے لئے ایٹم یا انو سبسٹریٹ سطح پر جمع ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے وقت گزرتا جارہا ہے ، یہ چھوٹے جزیرے آہستہ آہستہ چادروں میں جڑ جاتے ہیں ، آخر کار ایک مسلسل پتلی فلم تشکیل دیتے ہیں۔ نمو کا طریقہ کار مادی خصوصیات ، سبسٹریٹ سطح کی حالت ، جمع درجہ حرارت ، اور جمع کی شرح جیسے عوامل سے متاثر ہوتا ہے۔

C. مواد سائنس کے بنیادی اصول

عام کوٹنگ مواد اور ان کی خصوصیات

عام کوٹنگ مواد میں دھاتیں (جیسے ایلومینیم ، سونا ، پلاٹینم) ، سیمیکمڈکٹر (جیسے سلیکن اور جرمینیم) ، سیرامکس (جیسے ایلومینیم آکسائڈ اور سلیکن نائٹریڈ) ، اور نامیاتی مواد (جیسے پولیمر) شامل ہیں۔ مختلف مواد میں مختلف جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ہوتی ہیں ، اور جب کوٹنگ مواد کا انتخاب کرتے ہیں تو ، مخصوص ایپلی کیشنز میں ان کی کارکردگی کی ضروریات پر بھی غور کرنے کی ضرورت ہے۔

مادی انتخاب کے لئے اصول اور معیارات

مادی انتخاب کے اصولوں میں کیمیائی استحکام ، مکینیکل خصوصیات ، آپٹیکل خصوصیات اور بجلی کی خصوصیات شامل ہیں۔ معیارات میں عام طور پر پتلی فلموں کے معیار اور فعال خصوصیات کو یقینی بنانے کے ل materials مواد کی طہارت ، ذرہ سائز ، نجاست کا مواد وغیرہ شامل ہوتا ہے۔

ویکیوم کوٹنگ کے اہم طریقے اور اصول

A. جسمانی بخارات جمع (PVD)

جائزہ اور درجہ بندی

جسمانی بخارات جمع (پی وی ڈی) ایک ایسی تکنیک ہے جو جسمانی عمل کو سبسٹریٹ سطح پر مواد جمع کرنے کے لئے استعمال کرتی ہے۔ اہم زمرے میں بخارات کوٹنگ ، اسپٹرنگ کوٹنگ ، اور آئن چڑھانا شامل ہیں۔

عمل کے مخصوص اصول اور اقدامات

بخارات کی کوٹنگ: مواد اعلی درجہ حرارت پر بخارات بن جاتا ہے اور ویکیوم سسٹم کے ذریعہ سبسٹریٹ پر ایک پتلی فلم جمع کرتا ہے۔ گرمی کے عام ذرائع میں مزاحمت حرارتی اور الیکٹران بیم ہیٹنگ شامل ہیں۔

اسپٹرنگ کوٹنگ: غیر فعال گیس آئنوں کے ساتھ بمباری کرکے ، ایک پتلی فلم بنانے کے لئے ہدف کے مادے کے جوہری سبسٹریٹ پر پھسل جاتے ہیں۔ عام طریقوں میں ڈی سی اسپٹرنگ اور آر ایف اسپٹرنگ شامل ہیں۔

آئن چڑھانا: آئن سورس کی کارروائی کے تحت ، آئنائزڈ مواد کو سبسٹریٹ پر جمع کرنے کے لئے تیز کیا جاتا ہے ، عام طور پر اعلی سختی کوٹنگز تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

فوائد ، نقصانات ، اور اطلاق کا دائرہ

پی وی ڈی ٹکنالوجی کے فوائد میں پتلی فلم کثافت ، مضبوط آسنجن ، اور کم عمل کا درجہ حرارت شامل ہے

، لیکن سامان پیچیدہ ہے اور لاگت زیادہ ہے۔ دھات ، مصر دات ، اور سیرامک ​​پتلی فلموں کی تیاری کے لئے موزوں ہے ، جو الیکٹرانکس ، آپٹکس اور سجاوٹ کے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

B. کیمیائی بخارات جمع (CVD)

سی وی ڈی کا بنیادی تصور

کیمیائی بخارات جمع (سی وی ڈی) کیمیائی رد عمل کے ذریعہ پتلی فلموں کو سبسٹریٹ سطح پر جمع کرنے کی ایک تکنیک ہے۔ رد عمل گیس اونچی درجہ حرارت پر کیمیائی رد عمل کو سڑ جاتی ہے یا اس سے گزرتی ہے ، جس سے ٹھوس ذخائر پیدا ہوتے ہیں۔

سی وی ڈی کے مختلف طریقے

لو پریشر سی وی ڈی (ایل پی سی وی ڈی): کم دباؤ والے ماحول میں رد عمل کا اظہار کرتا ہے ، جس میں اعلی فلمی معیار اور اچھی یکسانیت ہے ، جو سیمیکمڈکٹر انڈسٹری کے لئے موزوں ہے۔

پلازما بڑھا ہوا سی وی ڈی (پی ای سی وی ڈی): کیمیائی رد عمل کو تیز کرنے اور درجہ حرارت کے حساس مواد کے ل suitable موزوں رد عمل کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لئے پلازما کا استعمال۔

میٹل نامیاتی کیمیائی بخارات جمع (MOCVD): دھات کے نامیاتی مرکبات کو بطور پیش خیمہ استعمال کرتے ہوئے ، یہ پیچیدہ کمپاؤنڈ پتلی فلموں ، جیسے III-V سیمیکمڈکٹر مواد کی تیاری کے لئے موزوں ہے۔

عمل کی خصوصیات اور اطلاق کی مثالیں

سی وی ڈی عمل کی خصوصیات گھنے فلم ، اعلی طہارت اور اچھی یکسانیت ، لیکن اعلی درجہ حرارت اور پیچیدہ سامان ہیں۔ سیمیکمڈکٹر آلات ، شمسی خلیوں ، آپٹیکل کوٹنگز اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔

C. جوہری پرت جمع (ALD)

ALD کے انوکھے طریقہ کار اور اقدامات

ایٹم پرت جمع (ALD) ایک ایسی تکنیک ہے جو باری باری پیشگی گیس اور رد عمل گیس کی فراہمی کے ذریعہ پتلی فلموں کی موٹائی کو کنٹرول کرتی ہے ، اور سبسٹریٹ سطح پر پرت کے ذریعہ جوہری پرتوں کی پرت کو جمع کر کے۔ اس کا انوکھا خود کو محدود کرنے والا رد عمل کا طریقہ کار نانوسکل پر فلم کی موٹائی کے عین مطابق کنٹرول کی اجازت دیتا ہے۔

پی وی ڈی اور سی وی ڈی کے ساتھ موازنہ

پی وی ڈی اور سی وی ڈی کے مقابلے میں ، ALD کے فوائد فلم کی موٹائی ، اعلی یکسانیت ، اور پیچیدہ ڈھانچے کا احاطہ کرنے کی مضبوط صلاحیت کے عین مطابق کنٹرول میں ہیں۔ تاہم ، جمع کی رفتار سست ہے ، جس سے یہ ان ایپلی کیشنز کے ل suitable موزوں ہے جس میں انتہائی اعلی صحت سے متعلق اور یکسانیت کی ضرورت ہوتی ہے۔

درخواست کا امکان

مائکرو الیکٹرانکس ، نانو ٹکنالوجی ، اور بائیو میڈیسن جیسے شعبوں میں اے ایل ڈی ٹکنالوجی کے اطلاق کے وسیع امکانات ہیں ، جیسے ہائی کے ڈائی الیکٹرک فلموں ، نانووائرس اور بائیوسینسرز کی تیاری۔

ویکیوم کوٹنگ کا سامان اور عمل کا بہاؤ

A. عام ویکیوم کوٹنگ کا سامان

کوٹنگ مشین کا بنیادی ڈھانچہ

عام کوٹنگ کے سامان میں ویکیوم چیمبر ، نکالنے کے نظام ، حرارتی نظام ، کنٹرول سسٹم اور کوٹنگ کے ذرائع شامل ہیں۔ ویکیوم چیمبر ایک کم دباؤ کا ماحول مہیا کرتا ہے ، پمپنگ سسٹم ویکیوم کو حاصل کرنے اور برقرار رکھنے کے لئے استعمال ہوتا ہے ، کوٹنگ کا ذریعہ مواد مہیا کرتا ہے ، اور کنٹرول سسٹم عمل پیرامیٹرز کی نگرانی کرتا ہے اور اس کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔

عام آلہ کی اقسام

بخارات سے متعلق کوٹنگ مشین: مادے کو بخارات سے بچایا جاتا ہے اور مزاحمت حرارتی یا الیکٹران بیم ہیٹنگ کے ذریعے سبسٹریٹ پر جمع کیا جاتا ہے۔

اسپٹرنگ کوٹنگ مشین: ہدف مواد کے ایٹموں کو میگنیٹرن اسپٹرنگ یا ریڈیو فریکوینسی اسپٹرنگ کے ذریعے سبسٹریٹ پر پھیلایا جاتا ہے۔

آئن چڑھانا آلات: پتلی فلموں کو جمع کرنے کے لئے اعلی توانائی کے آئن بیم پیدا کرنے کے لئے آئن کے ذریعہ کا استعمال کرنا ، جو عام طور پر سخت ملعمع کاری کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے۔

B. عمل کا بہاؤ

پروسیسنگ کا پری عمل

کوٹنگ سے پہلے ، سطح کی آلودگی اور آکسائڈ پرتوں کو دور کرنے کے لئے سبسٹریٹ سطح کو صاف اور پریٹریٹ کرنے کی ضرورت ہے ، جس سے فلم کی آسنجن اور یکسانیت کو یقینی بنایا جاسکے۔ عام طریقوں میں الٹراسونک صفائی ، کیمیائی صفائی اور پلازما صفائی شامل ہیں۔

کوٹنگ کا عمل

کوٹنگ کے عمل کی کلید کنٹرول پیرامیٹرز کی اصلاح ہے ، جس میں ویکیوم ڈگری ، درجہ حرارت ، گیس کے بہاؤ کی شرح اور جمع کی شرح شامل ہے۔ یہ پیرامیٹرز براہ راست فلم کے معیار اور کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔

پوسٹ پروسیسنگ کا عمل

فلم کے جسمانی اور کیمیائی خصوصیات اور استحکام کو بہتر بنانے کے لئے کوٹنگ کے بعد فلم میں اکثر علاج کے بعد علاج کی ضرورت ہوتی ہے۔

C. عمل کنٹرول اور اصلاح

پیرامیٹرز کا کنٹرول جیسے ویکیوم ڈگری ، درجہ حرارت ، ماحول وغیرہ

ویکیوم ڈگری ، جمع درجہ حرارت ، اور گیس کی تشکیل کو عین مطابق کنٹرول کرنے سے ، پتلی فلموں کی نمو کو بہتر بنایا جاسکتا ہے ، اور فلموں کی یکسانیت اور کارکردگی کو بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

کوٹنگ کی موٹائی اور یکسانیت کا کنٹرول

آن لائن مانیٹرنگ ٹیکنالوجیز جیسے کوارٹج کرسٹل مائکرو بیلنس اور آپٹیکل مانیٹرنگ سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ، فلم کے معیار کو یقینی بنانے کے لئے ریئل ٹائم مانیٹرنگ اور کوٹنگ کی موٹائی اور یکسانیت کا کنٹرول حاصل کیا جاسکتا ہے۔

معیار کی جانچ اور تشخیص کے طریقے

فلمی معیار کی کھوج میں جسمانی ، کیمیائی اور مکینیکل خصوصیات کی تشخیص شامل ہے ، جیسے فلم کی موٹائی ، سطح کی شکل ، ساخت تجزیہ ، آسنجن ، سختی ، وغیرہ۔ عام طریقوں میں اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی (SEM) ، ایٹم فورس مائکروسکوپی (اے ایف ایم) ، ایکس رے پھیلاؤ (XRD) ، اور سپیکٹروسکوپک تجزیہ شامل ہیں۔

ویکیوم کوٹنگ کی درخواست کی مثالیں

A. الیکٹرانکس اور سیمیکمڈکٹر انڈسٹری

انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ

ویکیوم کوٹنگ ٹکنالوجی کو مربوط سرکٹ مینوفیکچرنگ میں دھات سے منسلک پرتوں ، موصلیت کی تہوں اور حفاظتی پرتوں کو جمع کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اعلی صحت سے متعلق کوٹنگ کا عمل سرکٹ کی کارکردگی اور وشوسنییتا کو یقینی بناتا ہے۔

ڈسپلے اور سینسر کے لئے کوٹنگ ٹکنالوجی

ڈسپلے مینوفیکچرنگ میں ، ویکیوم کوٹنگ کا استعمال شفاف کنڈکٹو فلموں اور آپٹیکل فلموں کو جمع کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ سینسر مینوفیکچرنگ میں ، کوٹنگ ٹکنالوجی حساس اجزاء اور حفاظتی پرتوں کو تیار کرنے کے لئے استعمال کی جاتی ہے ، جس سے سینسر کی حساسیت اور استحکام کو بہتر بنایا جاتا ہے۔

B. آپٹکس اور آپٹو الیکٹرانکس

آپٹیکل پتلی فلموں کی اقسام اور ایپلی کیشنز

آپٹیکل پتلی فلموں میں اینٹی عکاس فلمیں ، اینٹی عکاس فلمیں ، فلٹر فلمیں اور عکاس فلمیں شامل ہیں۔ فلموں کی موٹائی اور آپٹیکل خصوصیات کو خاص طور پر کنٹرول کرنے سے ، مخصوص آپٹیکل اثرات حاصل کیے جاسکتے ہیں ، جیسے عکاسی کو کم کرنا ، ترسیل کو بڑھانا ، اور منتخب فلٹرنگ۔

لیزرز اور آپٹیکل آلات میں کوٹنگ کا اطلاق

لیزرز اور آپٹیکل ڈیوائسز میں ، ویکیوم کوٹنگ ٹکنالوجی کا استعمال اعلی کارکردگی والے آئینے ، ونڈوز اور لینس تیار کرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، جس سے آپٹیکل سسٹم کی کارکردگی اور استحکام کو بہتر بنایا جاتا ہے۔

C. مکینیکل اور حفاظتی ایپلی کیشنز

سخت کوٹنگ اور لباس مزاحم کوٹنگ

سخت کوٹنگز اور لباس مزاحم کوٹنگز ویکیوم کوٹنگ ٹکنالوجی کے ذریعہ تیار کی جاتی ہیں اور ان کے لباس کی مزاحمت اور خدمت کی زندگی کو بہتر بنانے کے ل tools ٹولز ، سانچوں اور مکینیکل حصوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

اینٹی سنکنرن ملعمع کاری کا اطلاق

اینٹی سنکنرن کوٹنگز اس کی سنکنرن مزاحمت کو بڑھانے اور سامان کی خدمت کی زندگی کو بڑھانے کے لئے ویکیوم کوٹنگ ٹکنالوجی کے ذریعے دھات کی سطح پر ، کرومیم اور ٹائٹینیم جیسے سنکنرن مزاحم مواد کی ایک پرت جمع کرواتی ہے۔

D. ابھرتے ہوئے شعبوں میں درخواستیں

نینو ٹکنالوجی میں ویکیوم کوٹنگ

نینو ٹکنالوجی میں ، ویکیوم کوٹنگ کا استعمال نانوسکل ڈھانچے اور پتلی فلموں ، جیسے نانووائرس ، نینو پارٹیکلز ، اور کوانٹم ڈاٹس کو تیار کرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، جیسے الیکٹرانکس ، اوپٹو الیکٹرانکس ، اور کیٹالیسس جیسے شعبوں میں لاگو ہوتا ہے۔

بایومیڈیکل ایپلی کیشنز

بایومیڈیکل ایپلی کیشنز میں ویکیوم کوٹنگ ٹکنالوجی کا استعمال بایوکمپلیبلنگ فلموں ، سینسرز اور میڈیکل ڈیوائس کی سطحوں پر فنکشنل کوٹنگز تیار کرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، جس سے ان کی کارکردگی اور حفاظت کو بہتر بنایا جاسکے۔