[재료공학]Ion Plating ( 이온플레이팅 )

소개글

이온플레이팅에 관한 깔끔하고 세련된 자료입니다. 이온플레이팅의 정의 및 종류부터 최신 기술까지 소개하였습니다. 적절한 사진자료도 첨부되었습니다.
이온플레이팅을 공부하시는 분들께 많은 도움이 되리라 생각합니다.

목차

1. Ion Plating 이란?
1)Ion Plating의 장점
2)Ion plating의 피막 종류

2. Ion Plating의 원리
1)DC-diode 아르곤 방전
2) 메카니즘
3)아르곤 방전에서 음극에서의 충돌
4)이온화에 대한 고찰

3. Ion plating의 종류
1) Electron beam gun system
2) 아크 증발계
3) 활성화반응증착법(ARE법)

4. Ion Plating 장비
5. 생산 공정도
6. 응용분야

본문내용

1. Ion Plating 이란?

이온플레이팅은 은 박막의 성질을 향상시키기 위하여 glow discharge를 이용하는 물리증착과정의 총칭이라 할 수 있다. Mattox는 이것을 ‘증착전이나 증착과정 중에 고에너지의 이온으로 형성되는 유속에 의해 지배되는 증착법‘이라고 풀이하였다.
이온플레이팅도 스퍼터링과 비슷하게 플라즈마를 사용한 증착공정이지만 스퍼터링과는 달리 보통 증착하고자 하는 물질을 증발 법으로 기상화한 뒤 reactive gas나 불활성 기체들과 함께 이온화하여 음의 전압이 가해진 기판으로 가속하므로 기판의 표면이나 코팅 막은 생성된 이온들과 이온화 과정 중에 생성된 높은 에너지를 함유한 중성원자들과 충돌하게 된다. 이런 높은 에너지를 가진 입자와의 충돌 때문에 ion-plating법은 기존의 물리적인 증착공정에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.
* Ion Plating의 장점
1) 이온과 중성입자의 충돌로 인하여 기판이 깨끗해지고 기판이 예열되기 때문에 접착력이 향상된다.
2) 증착동안 기체의 산란효과와 기판의 회전에 의해 균일한 두께의 막을 얻을 수 있다.
3) 증착 후 기계가공이나 연마를 할 필요가 없다.
4) 이온의 충돌이 주상정 조직의 성장을 방해하고 원자의 이동도를 높이기 때문에 코팅의 구조를 제어할 수 있다.
5) 부도체를 포함한 다양한 범위의 기판재료와 박막재료가 사용 가능하다. (보통 RF bias를 사용함)
6) 다양한 증발원을 사용하기 때문에 증착율를 제어할 수 있다. (저항가열, e-beam, 유도가 열, sputter, magnetron 등)
7) 오염물, 유독성 용액을 사용하지 않고 해로운 부산물을 만들지 않는다.
8) 순수한 물질을 source로 쓰고 진공환경에서 사용함으로 고순도 증착이 가능하다.
9) CVD법에 비해 낮은 증착온도이다.
10) 전기도금에서 문제가 되는 수소취성을 피할 수 있다.
11) 코팅의 성질(morphology나 우선방위)을 제어할 수 있다.(=> 물리적 성질 항상 가능)
12) 다른 방법으로 얻을 수 없는 합금계 박막을 얻을 수 있다.(compound, metastable phase)

*Ion plating의 피막 종류

TiN - 일반적으로 가장 많이 사용되는 피막으로 Ti금속과 N2 gas를 배합하여 금색상을 내기 때문에 금도금이나 습식도금대 용으로 사용되는 피막으로 일반도금이나 습식도금에 비하여 내 부식성,내마모성,윤활성등이 월등히 뛰어나다는 점에서 주로 장 식이나 전자제품등에 사용되고 있다.

참고 자료

없음