Оборудование для нанесения покрытий в высоком вакууме

Что такое вакуумное покрытие?

Вакуумное покрытие — это тонкопленочная технология нанесения тонких пленок и покрытий путем создания среды с давлением ниже атмосферного и источника атомного или молекулярного конденсируемого пара. Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) и химическое осаждение из паровой фазы (CVD) считаются наиболее привлекательными технологиями вакуумного нанесения покрытий.

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) — это серия методов вакуумного осаждения, используемых для производства пленок и покрытий. PVD характеризуется процессом, при котором материал переходит из конденсированной фазы в газовую фазу, а затем обратно в конденсированную фазу пленки (физический процесс). Наиболее распространенными процессами PVD являются напыление и вакуумное испарение .

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) — это метод вакуумного осаждения. При типичном методе CVD пластина (подложка) подвергается воздействию одного или нескольких летучих предшественников, которые реагируют и/или разлагаются на поверхности подложки с образованием желаемого покрытия. Обычно также образуются летучие побочные продукты, которые удаляются потоком газа через реакционную камеру.

Конструкция машины для нанесения покрытий в высоком вакууме

Вакуумный корпус – вакуумная камера

В зависимости от различных требований к обрабатываемым продуктам размер вакуумной камеры может быть разным. Наиболее широко используемые диаметры камеры составляют 1,3 м, 0,9 м, 1,5 м, 1,8 м и т. д. Полость камеры изготовлена ​​из нержавеющей стали, твердой и нержавеющей. В каждой части камеры имеется соединительный клапан для подключения различных откачивающих насосов.

Вспомогательная насосная система

Процесс откачки заключается в следующем: механический насос сначала доводит вакуумную камеру до состояния низкого вакуума менее примерно 2,0*10-2Па, что обеспечивает предпосылки для последующей откачки диффузионным насосом. Затем, когда диффузионный насос втягивает вакуумную камеру, механический насос взаимодействует с маслом для диффузии. Насосы соединены последовательно.

Выхлопная система является важной частью вакуумной системы лакировочной машины. В основном он состоит из трех частей: механического насоса, подкачивающего насоса (в основном представленного насоса Рутса) и масляного диффузионного насоса.

Механический насос

Механический насос является наиболее широко используемым насосом низкого вакуума. Он использует масло для поддержания эффекта уплотнения и использует механические методы для непрерывного изменения объема всасывающей полости насоса. Объем газа постоянно расширяется, достигая состояния вакуума.

Насос высокого давления

Бустерный насос, также известный как насос Рутса, представляет собой механический насос с парой синхронно вращающихся с высокой скоростью двухлопастных или многолопастных роторов. Поскольку он работает так же, как воздуходувка Рутса, его также можно назвать вакуумным насосом Рутса. Насос имеет большую скорость откачки в диапазоне давления 100-1 Па. Этот насос не может работать в воздухе, его функция заключается только в увеличении разницы давлений между впускным и выпускным отверстиями для воздуха, а для остального требуется механический насос. Поэтому его необходимо использовать с механическим насосом.

Масляный диффузионный насос

Предельный вакуум механического насоса составляет всего 10-2 Па. Когда он достигает 10-1 Па, фактическая скорость откачки составляет всего 1/10 от теоретического значения. Если кто-то хочет достичь высокого вакуума, необходимо использовать масляный диффузионный насос.

Основные технические требования к оборудованию для нанесения покрытий в высоком вакууме

1. Конструктивная форма вакуумных трубок и деталей статического уплотнения (фланцы, уплотнения и т. д.) в оборудовании должна соответствовать положениям GB/T6070.
2. На вакуумных и высоковакуумных трубопроводах, а также на вакуумной камере нанесения покрытия должны быть установлены вакуумметры для измерения вакуума каждой детали. Если обнаружено, что электрическое поле мешает измерению, на измерительном порту следует установить устройство экранирования электрического поля.
3. Если основным насосом, используемым в оборудовании, является диффузионный насос, на входной стороне насоса следует установить маслопароуловитель.
4. Камера нанесения покрытия оборудования должна быть снабжена смотровым окном и перегородочным устройством. Смотровое окно должно обеспечивать возможность наблюдения за условиями работы источника осаждения и других ключевых частей.
5. Конструкция источника осаждения ионного покрытия должна максимально увеличить скорость ионизации в процессе нанесения покрытия, улучшить коэффициент использования материала покрытия, разумно соответствовать мощности источника осаждения и разумно расположить источник осаждения в корпус вакуумной камеры.
6. Расположите отопительное устройство разумно. Общая схема конструкции нагревателя должна обеспечивать равномерный нагрев обрабатываемой детали.
7. Держатель заготовки должен быть изолирован от корпуса вакуумной камеры. Конструкция держателя заготовки должна обеспечивать равномерный слой пленки.
8. Оборудование для ионного покрытия, как правило, должно иметь отрицательное смещение заготовки и источник питания для ионной бомбардировки. Источник питания ионной бомбардировки должен иметь подавление аномальных разрядных устройств и поддерживать стабильную работу.
9. Величина сопротивления изоляции каждой части вакуумной камеры, подключенной к разным потенциалам:

Использование машины для нанесения покрытия в высоком вакууме

Транспирационное покрытие обычно представляет собой нагревание испарительных гранул для испарения поверхностных компонентов атомарным или ионным способом. Затем его наносят на подложку с образованием пленки. Что касается напыления покрытия, во время процесса электроны или высокоэнергетические лазеры используются для бомбардировки материала мишени, а компоненты поверхности распыляются атомной группой или ионом и, наконец, осаждаются на поверхность подложки, образуя фильм.

Особенности оборудования для нанесения покрытий в высоком вакууме

1. Оборудование для вакуумного нанесения покрытия имеет коробчатую конструкцию, а вакуумная система установлена ​​сзади. Эксплуатация и обслуживание просты. Поверхность всей машины плоская и легко чистится.
2. Вакуумная система вакуумной лакировочной машины имеет такие преимущества, как большая скорость откачки, короткое время откачки, высокий вакуум и короткий производственный цикл.
3. Заготовку поворачивают за верхний центр. Подшипник охлаждается водой, а магнитная жидкость герметизирована. Вращение стабильное и надежное.
4. Вакуумная машина для нанесения покрытия оснащена усовершенствованной системой управления нанесением покрытия, рабочий интерфейс красивый и практичный, система стабильна и надежна, ею можно управлять вручную, полуавтоматически и полностью автоматически.