Historicky první iontový implantátor na bázi helia sestrojil a provozoval v roce 1911 Ernest Rutherford se svými studenty v Cavendishově laboratoři v Cambridge. V roce 1949 podal Shockley patent "Semiconductor Translating Device", který popisoval výrobu p-n přechodu pomocí iontové implantace. V roce 1954 podal další patent "Forming of Semiconductor Devices by Ionic Bombardment" (Tvorba polovodičových zařízení pomocí iontové bomby), v němž uvedl základní popis zařízení pro iontovou implantaci.
V letech 1960 až 1976 se ustálila komerční výroba zařízení pro iontovou implantaci. V roce 1976 vyvinula společnost Varian Associates model DF-4, první in-line iontový implantátor s vysokým výkonem (přibližně 200 destiček za hodinu), který se do konce roku 1978 stal nejrozšířenějším komerčním systémem iontové implantace na světě. Zpočátku se technologie iontové implantace používala k dopování (což znamená zavádění dopujících iontů, jako jsou bór, fosfor nebo arsen) polovodičových materiálů pro průmysl integrovaných obvodů a trvalo řadu let, než se začala používat ke zlepšování vlastností kovů.
Moderní iontová implantace je fyzikální a/nebo chemická modifikace povrchového materiálu bez zvýšení teploty substrátu bombardováním materiálu svazkem iontů s velmi vysokou energií. Tento proces zlepšuje vlastnosti povrchu (z 1/10 µm na 10 µm), což je přínosem pro aplikace ve všech průmyslových odvětvích.
Proces v akci
The ion implantation technique involves bombarding the surface material with specific ions (secondary vacuum pressure < 10-5 mbar) whose energy are around 100keV. On metallic substrate, penetration into the material is very intense and the ions are fixed, losing their energy after collision with the substrate atoms.
When applied to polymers, the temperature is lower(< 100°C). This cold plasma vacuum treatment alters the material structure up to a depth of several micrometres without increasing its thickness because it is not a coating.
Jaké jsou výhody iontové implantace?
- Zvyšuje povrchovou tvrdost dílů a nabízí vynikající odolnost proti opotřebení lepidlem.
- Snižuje součinitel tření, zlepšuje vlastnosti dílů proti zadírání
- Zvyšuje práh únavy bez zvýšení teploty, což zachovává mechanické vlastnosti materiálu.
- Žádná geometrická deformace dílů
- Zachovává povrchovou úpravu (např. zrcadlový lesk) a mechanické vlastnosti (např. nízkoteplotně kalené oceli).
- Žádné riziko odlupování (nejedná se o nátěr), žádné usazování vodního kamene
- Použitelné na kovy, polymery a elastomery.
Jaké jsou aplikace iontové implantace?
Jaké jsou aplikace iontové implantace?- PLASTY, POLYMERY A ELASTOMERY (PE, PP, HNBR atd.)
- Farmaceutický průmysl: těsnění, podložky atd.
- Zdravotnický průmysl: injekční stříkačky, uzávěry, membrány, silikonové implantáty atd.
- Autodíly: V-těsnění, těsnění s lištami, těsnicí O-kroužky, konektory atd.
- KOVOVÉ DÍLY (titan, hliník, drahé kovy atd.)
- Přesné součástky a mikromechanismy, špičkové díly pro letecký a obranný průmysl.
- Zdravotnický průmysl: protézy atd.
- Luxusní výrobky: ošetření komponentů hodinek atd.
Další informace o iontové implantaci získáte od Bodycote.