Historiallisesti ensimmäinen ioni-implantteri perustui heliumiin, ja Ernest Rutherford ja hänen oppilaansa rakensivat sen ja käyttivät sitä vuonna 1911 Cavendishin laboratoriossa Cambridgessa. Vuonna 1949 Shockley jätti patenttihakemuksen "Semiconductor Translating Device", jossa hän kuvasi p-n-liitoksen valmistusta ioni-istutuksen avulla. Vuonna 1954 hän jätti toisen patentin, "Forming of Semiconductor Devices by Ionic Bombardment", jossa hän antoi perustavanlaatuisen kuvauksen ioni-implantointilaitteista.
Vuosien 1960 ja 1976 välisenä aikana ioni-implantointilaitteiden kaupallinen valmistus vakiintui. Vuonna 1976 Varian Associates kehitti DF-4-mallin, joka oli ensimmäinen in-line-ioni-implantointilaite, joka oli nopea (noin 200 kiekkoa tunnissa), ja vuoden 1978 loppuun mennessä siitä tuli maailman laajimmin käytetty kaupallinen ioni-implantointijärjestelmä. Aluksi ioni-implantointitekniikkaa hyödynnettiin puolijohdemateriaalien seostamiseen (eli seostavien ionien, kuten boorin, fosforin tai arseenin, lisäämiseen) IC-teollisuutta varten, ja kesti useita vuosia ennen kuin sitä käytettiin metallien ominaisuuksien parantamiseen.
Nykyaikainen ioni-implantointi on pintamateriaalin fysikaalista ja/tai kemiallista muokkausta ilman, että substraatin lämpötilaa nostetaan pommittamalla materiaalia erittäin suurienergisellä ionisäteellä. Prosessi parantaa pinnan ominaisuuksia (1/10 µm:stä 10 µm:iin), mikä hyödyttää sovelluksia kaikilla teollisuudenaloilla.
Prosessi toiminnassa
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.
Mitkä ovat ioni-istutuksen edut?
- Lisää osien pintakovuutta ja tarjoaa erinomaisen kestävyyden liimauskulutusta vastaan.
- Vähentää kitkakerrointa, parantaa osien kiinnittymisenesto-ominaisuutta.
- Nostaa väsymiskynnystä nostamatta lämpötilaa, mikä säilyttää materiaalin mekaaniset ominaisuudet.
- Ei osien geometrista muodonmuutosta
- Säilyttää pintakäsittelyn (esim. peilikiilto) ja mekaaniset ominaisuudet (esim. matalassa lämpötilassa karkaistut teräkset).
- Ei delaminaatioriskiä (tämä ei ole pinnoite), ei hilseilyä.
- Sovelletaan metalleihin, polymeereihin ja elastomeereihin.
Mitkä ovat ioni-istutuksen sovellukset?
Mitkä ovat ioni-istutuksen sovellukset?- MUOVIT, POLYMERIT JA ELASTOMERIT (PE, PP, HNBR jne.).
- Lääketeollisuus: tiivisteet, aluslevyt jne.
- Lääketeollisuus: ruiskut, korkit, kalvot, silikoni-implantit jne.
- Auton osat: V-tiivisteet, huulitiivisteet, O-rengastiivisteet, liittimet jne.
- METALLIOSAT (titaani, alumiini, jalometallit jne.).
- Tarkkuuskomponentit ja mikromekanismit, korkean teknologian osat ilmailu- ja puolustusteollisuudelle.
- Lääketeollisuus: proteesit jne.
- Ylellisyystuotteet: kellojen komponenttikäsittelyt jne.
Jos haluat lisätietoja ioni-istutuksesta, ota yhteyttä Bodycote.