Металлические лодочки Пл99.9: платиновые испарители для вакуумного напыления
Металлические лодочки Пл99.9 — это резистивные испарители из платины чистотой 99,9 % (ГОСТ 13498-2010, марка Пл99.9), применяемые в установках термического напыления для испарения металлов и оксидных плёнок в вакууме. Платина не окисляется на воздухе до 1000 C, не взаимодействует с расплавами большинства металлов и обеспечивает химическую инертность тигля к испаряемому материалу. Именно поэтому лодочки Пл99.9 используют там, где вольфрам или молибден дают загрязнение плёнки.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Чистота платины | 99,9 % | по массе | спектральный анализ | марка Пл99.9 |
| Рабочая температура | 1200–1600 C | вакуум 10–10 Па | пирометрия | кратковременно до 1700 C |
| Толщина стенки | 0,1–0,5 мм | штамповка/прокат | микрометрия | зависит от типоразмера |
| Удельное сопротивление | 0,107 мкОмм | 20 C | четырёхзондовый | рост при нагреве |
| Плотность | 21,45 г/см | 20 C | гидростатика | — |
| Температура плавления | 1768 C | — | справочная | — |
Конструктивные исполнения
- Прямоугольные лодочки с продольным желобом под проволоку или гранулы испаряемого металла.
- Лодочки с центральным углублением для точечного испарения оксидов и диэлектриков.
- Перфорированные варианты для напыления в установках магнетронного типа с резистивным подогревом.
- Составные лодочки с токоподводящими лепестками из платиновой фольги толщиной 0,2 мм.
- Изделия с загнутыми кромками для фиксации в держателях вакуумных камер.
Области применения
- Термическое напыление платиновых контактов в производстве полупроводниковых приборов и тонкоплёночных резисторов.
- Нанесение каталитических слоёв платины на подложки топливных элементов и газовых сенсоров.
- Испарение оксидных материалов (ITO, ZnO) в установках вакуумного осаждения.
- Металлизация керамических подложек в производстве СВЧ-модулей и датчиков.
- Лабораторные установки электронно-лучевого и резистивного испарения.
Эксплуатационные ограничения
Платиновые лодочки Пл99.9 не предназначены для работы в контакте с расплавленным кремнием, фосфором и сульфидами — возможно образование эвтектик с пониженной температурой плавления. При испарении алюминия наблюдается активное взаимодействие с платиной с образованием интерметаллидов PtAl, что сокращает ресурс изделия. Восстановительная атмосфера водорода при 1400 C вызывает охрупчивание тонкостенных лодочек. Ресурс при циклическом нагреве в вакууме составляет 20–50 циклов в зависимости от толщины стенки и скорости выхода на режим.
Вопросы и ответы
Чем лодочки Пл99.9 отличаются от вольфрамовых испарителей?
Платина химически инертна к большинству испаряемых материалов и не образует карбидов, тогда как вольфрам при высоких температурах взаимодействует с углеродом и рядом оксидов, загрязняя плёнку. Однако рабочая температура платины ниже — до 1600 C против 2000 C у вольфрама.
Какой вакуум необходим для работы лодочек Пл99.9?
Устойчивое испарение достигается при остаточном давлении 10–10 Па. При более высоком давлении возрастает рассеяние парового потока и снижается адгезия плёнки к подложке.
Можно ли использовать лодочки Пл99.9 для испарения алюминия?
Не рекомендуется: алюминий образует с платиной интерметаллиды, что приводит к разрушению лодочки за 3–5 циклов. Для алюминия применяют вольфрам или тантал.
Как крепят лодочки в вакуумной камере?
Через токоподводящие зажимы из молибдена или нержавеющей стали с медными охлаждаемыми шинами. Контакт платины с медью недопустим без промежуточного слоя из-за диффузии при нагреве.
