L'evaporazione termica, pur essendo un metodo economico per depositare film sottili, presenta diversi svantaggi degni di nota.Tra questi, i problemi di compatibilità dei materiali, come il cracking delle barche e gli shock termici, e i problemi di qualità dei film, come la scarsa uniformità, gli alti livelli di impurità e i film a bassa densità.Inoltre, la deposizione di leghe è difficile a causa delle diverse pressioni di vapore dei componenti e il metodo ha una scalabilità limitata.Nonostante i tassi di deposizione più elevati rispetto allo sputtering, questi inconvenienti rendono l'evaporazione termica meno adatta ad alcune applicazioni, in particolare quelle che richiedono film di elevata purezza, uniformi e densi.
Punti chiave spiegati:
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Fessurazione della barca e shock termico:
- Barca che si rompe:Si verifica a causa della lega tra il materiale della barca e l'evaporante ad alte temperature.Una volta incrinata, la barca deve essere scartata, con conseguente aumento dei costi e dei tempi di inattività.
- Shock termico:Il riscaldamento e il raffreddamento rapidi possono causare shock termici, con conseguenti rotture della barca.Per attenuare questo problema, l'alimentazione della sorgente deve essere aumentata e diminuita in modo regolare per garantire un riscaldamento uniforme.
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Problemi di qualità della pellicola:
- Scarsa uniformità:Senza l'uso di sistemi planetari e maschere, è difficile ottenere uno spessore uniforme del film.
- Alti livelli di impurità:L'evaporazione termica tende a presentare i livelli di impurità più elevati tra i metodi di deposizione fisica del vapore (PVD).
- Film a bassa densità:I film prodotti sono spesso a bassa densità, anche se questa può essere migliorata con tecniche di assistenza ionica.
- Stress moderato del film:I film possono presentare sollecitazioni moderate, che possono influire sulle loro proprietà meccaniche.
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Sfide della deposizione di leghe:
- Pressione del vapore variabile:Le leghe contengono materiali con pressioni di vapore diverse, rendendo difficile il controllo dei tassi di evaporazione di ciascun componente.
- Processi complessi:Un approccio prevede la fusione simultanea di due sorgenti in crogioli separati e il controllo di ciascun tasso di evaporazione separatamente, che è complesso e difficile da gestire.
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Scalabilità limitata:
- Problemi di scalabilità:L'evaporazione termica non è facilmente scalabile, il che la rende meno adatta ad applicazioni industriali su larga scala.
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Confronto con lo sputtering:
- Tassi di deposizione più elevati:L'evaporazione termica offre tassi di deposizione più elevati rispetto allo sputtering, ma questo vantaggio è compensato dagli svantaggi sopra citati.
In sintesi, se da un lato l'evaporazione termica è un metodo conveniente per alcune applicazioni, dall'altro i suoi svantaggi, come la fessurazione della barca, la scarsa qualità del film, la difficoltà nella deposizione di leghe e la limitata scalabilità, la rendono meno ideale per usi di alta precisione e su larga scala.Per informazioni più dettagliate sull'evaporazione termica, è possibile consultare questo documento evaporazione termica risorsa.
Tabella riassuntiva:
| Svantaggio | Descrizione |
|---|---|
| Crepe sulle imbarcazioni | La lega tra il materiale della barca e l'evaporante provoca la formazione di crepe, con conseguente aumento dei costi. |
| Shock termico | Il riscaldamento/raffreddamento rapido porta alla formazione di crepe; richiede una rampa di potenza regolare. |
| Scarsa uniformità del film | È difficile ottenere uno spessore uniforme senza sistemi planetari o maschere. |
| Alti livelli di impurità | I livelli di impurità più elevati tra i metodi PVD. |
| Film a bassa densità | I film sono spesso a bassa densità, ma possono essere migliorati con tecniche di assistenza ionica. |
| Sfide della deposizione di leghe | Le diverse pressioni di vapore rendono difficile il controllo dei tassi di evaporazione. |
| Scalabilità limitata | Non è facilmente scalabile per applicazioni industriali su larga scala. |
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