Измерение нанометров Тонкие покрытия PVD

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) — это распространенная технология, используемая для нанесения тонких пленок материалов на поверхности.

Эти покрытия предлагают многочисленные преимущества: повышенная износостойкость, коррозионная стойкость и термостойкость, повышенная твердость, улучшенная эстетика — вот лишь некоторые из них. Процесс включает испарение твердого материала в вакууме с последующим осаждением этого пара на поверхность подложки. Подложки могут включать металлы, пластик, стекло, керамику и т. д. Существует два основных метода: распыление и испарение. При распылении высокоэнергетические ионы бомбардируют и выталкивают целевой материал, который затем осаждается на подложке, образуя тонкую пленку. Испарение работает аналогичным образом. Целевой материал испаряется в вакууме, заставляя частицы перемещаться к подложке и конденсироваться на ней.

PVD-покрытие весьма универсально. Эту технологию можно использовать с большим количеством как органических, так и неорганических материалов, и во многих случаях она может обеспечивать более твердые, более коррозионно-стойкие покрытия, чем традиционные процессы гальванопокрытия. Таким образом, многие отрасли, включая автомобильную, аэрокосмическую, электронную и медицинское оборудование, полагаются на PVD. Как и в случае с любым типом покрытия, крайне важно контролировать толщину осаждения, чтобы гарантировать получение всех преимуществ покрытия при минимизации количества отходов материала. Такие спецификации, как AMS 2444A, описывают эти преимущества и дают рекомендации по достижению желаемых свойств покрытий PVD.

AMS 2444A содержит технические характеристики покрытия нитридом титана на металлических деталях, наносимого методом PVD. Покрытие делится на три класса в зависимости от толщины: толщиной 1.27–3.81 мкм, толщиной 2.54–6.10 мкм и толщиной 6.35–12.70 мкм. Каждый класс обладает уникальными свойствами, связанными с трением и смазывающими свойствами, износостойкостью, внешним видом и т. д. Недостаточное или избыточное нанесение целевых материалов может привести к тому, что покрытые детали не будут обладать желаемыми качествами, а также может вызвать такие проблемы, как отслаивание и снижение долговечности. Поэтому крайне важно внимательно следить за толщиной напыления.

XRF — это быстрый и неразрушающий метод анализа толщины PVD-покрытия. Каждый блок Bowman способен измерять до 5 слоев толщины одновременно. Кроме того, для нанесения покрытий PVD обычно требуются покрытия толщиной нанометрового уровня, чтобы получить желаемую защиту и избежать траты дорогостоящего материала. Приборы XRF предыдущего поколения полагались на газонаполненный пропорциональный детектор, который не обеспечивал надежных и точных показаний для тонких покрытий и покрытий из низкоэнергетических материалов, таких как Al или Ti. Все рентгенофлуоресцентные спектрометры Bowman оснащены твердотельными кремниевыми дрейфовыми детекторами (SDD) для точного измерения PVD. Новейшие разработки детекторов SDD — кремниевые дрейфовые детекторы — обеспечивают наилучшее разрешение, самый низкий уровень шума (самое высокое отношение сигнал/шум) и самое короткое время тестирования, обеспечивая при этом точные и надежные результаты.

Чтобы узнать больше о том, как можно использовать рентгеновскую флуоресценцию для контроля толщины PVD-покрытия, прочитайте наш последний бюллетень по применению!