L'evaporazione a fascio di elettroni è un metodo utilizzato nella deposizione fisica del vapore (PVD) in cui un fascio di elettroni focalizzato viene utilizzato per riscaldare ed evaporare un materiale in un ambiente sotto vuoto.
Questa tecnica è particolarmente efficace per produrre rivestimenti densi e di elevata purezza su substrati.
5 fasi chiave spiegate
1. Riscaldamento del filamento di tungsteno
Il processo inizia con il riscaldamento del filamento di tungsteno mediante il passaggio di una corrente elettrica.
Il filamento è progettato per resistere alle alte temperature e di solito si trova all'esterno dell'area di deposizione per evitare la contaminazione del processo di deposizione.
2. Emissione e focalizzazione degli elettroni
Una volta riscaldato, il filamento di tungsteno emette elettroni per emissione termoionica.
Questi elettroni sono poi sottoposti a un'alta tensione che li accelera verso il materiale bersaglio.
L'uso di magneti permanenti o la focalizzazione elettromagnetica assicurano che gli elettroni siano diretti con precisione e ad alta energia verso il crogiolo.
3. Evaporazione del materiale
Il fascio di elettroni ad alta energia colpisce il materiale nel crogiolo, convertendo la sua energia cinetica in energia termica.
Questa energia termica è sufficiente a riscaldare il materiale fino al suo punto di evaporazione, trasformandolo in vapore.
Il crogiolo viene solitamente raffreddato ad acqua per evitare che si sciolga o evapori insieme al materiale.
4. Deposizione sul substrato
Il materiale evaporato viaggia nella camera a vuoto e si deposita sul substrato posto sopra il crogiolo.
In questo modo si ottiene un sottile rivestimento di elevata purezza sul substrato, con uno spessore che varia in genere da 5 a 250 nanometri.
Questo rivestimento può modificare in modo significativo le proprietà del substrato senza influire sulla sua precisione dimensionale.
5. Metodi di riscaldamento alternativi
Sebbene l'evaporazione a fascio di elettroni sia un metodo comune, è possibile utilizzare anche tecniche alternative come l'evaporazione con riscaldamento induttivo.
Questo metodo prevede l'utilizzo di una bobina di riscaldamento a induzione RF attorno al crogiolo per riscaldare il materiale di partenza.
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