Установка вакуумного напыления – это оборудование, которое используется для создания тонких покрытий. Особенность этой технологии заключается в том, что в вакуумной среде происходит прямая конденсация пара, содержащего частицы наносимого вещества, на поверхности обрабатываемого изделия.
Содержание:
- Вакуумное напыление: основы технологии
- Вакуумные напылительные установки: виды и особенности устройства
- Принцип работы вакуумных напылительных установок
Вакуумное напыление: основы технологии
Эта методика основана на том, что с помощью специального оборудования создается поток частиц наносимого материала, а после их конденсации на его поверхности создается пленка. Но сначала необходимо обеспечить переход напыляемого вещества в газовую форму, затем – перенос частиц к обрабатываемой поверхности. Далее требуется создать условия для их конденсации на обрабатываемой поверхности. Для этого необходимо специальное оборудование.
Вакуумное напыление: основы технологии
Установка вакуумного напыления используется тогда, когда нужно создать функциональное покрытие с особыми характеристиками – например, с повышенной износостойкостью, с устойчивостью к коррозии или эрозионным процессам, с антифрикционными или барьерными свойствами. Кроме того, такая технология применяется для создания оптических покрытий с фильтрующими или отражающими свойствами. Она используется и при производстве микроэлектроники (с ее помощью формируются проводящие слои), и для создания декоративных покрытий в ювелирных изделиях.
С помощью такой технологии обрабатываются чаще всего изделия из металлов и их сплавов. Например, из алюминия, молибдена, хрома. В некоторых случаях в процессе напыления в рабочей камере используется химически активный газ, например, ацетилен или азот.
После нанесения вакуумного напыления дополнительная обработка поверхности уже не требуется.
Вакуумные напылительные установки: виды и особенности устройства
Производители выпускают напылительные установки разного типа. Так, для нанесения покрытий в прецизионной оптике, микроэлектронике и ювелирном деле производят разное вакуумное оборудование. Выпускают и универсальные установки, предназначенные для решения широкого круга задач.
Вакуумные напылительные установки: виды и особенности устройства
Хотя вакуумные напылительные установки бывают разных типов, все они включают одни и те же основные элементы. Это:
- Рабочая камера, в которой и происходит напыление. Обычно она делается из прочной нержавеющей стали. Непосредственно сама дверь в камеру может быть оснащена смотровыми окнами.
- Вакуумная откачная система. Обычно она оснащена высокопроизводительным турбомолекулярным насосом и безмасляным механическим насосом. Но некоторые производители устанавливают дополнительно крионасос. Именно эта система за счет работы всех своих элементов создает внутри камеры вакуум.
- Система подачи газа и его распределения. Она представляет собой линию, задачей которой является организация газового потока и подача его к магнетронному источнику. Это сложная система, которая состоит из клапанов, «ловушек», различных средств для измерения и удобного регулирования скорости потока, других элементов.
- Источник испарения материала. Электронно-лучевой испаритель оснащен надежным источником питания, компактным блоком управления, а также механизмом обеспечивающим поворот тиглей. При этом общее количество тиглей и их объем могут быть разными, их следует уточнять при заказе. Также установка оснащается термическим испарителем.
- Подложкодержатель. На нем и будет размещен обрабатываемый материал. Важными критериями выбора этого элемента являются его диаметр и скорость вращения. Выпускают также подложкодержатели по индивидуальным размерам заказчика.
- Система электропитания для всех рабочих узлов установки.
- Система контроля показателей вакуумного напыления. Она позволяет задавать скорость процесса, температуру отжига и обрабатываемой поверхности, толщину готовой пленки. В таких установках система контроля дает возможность контролировать даже физические свойства покрытия за счет использования целого набора датчиков.
- Транспортирующие устройства, с помощью которых обеспечиваются ввод и вывод обрабатываемых изделий в вакуумную камеру.
- Вспомогательные устройства и технологическая оснастка. Это могут быть, например, различные заслонки и экраны, устанавливаемые внутри камеры, системы для очистки газа и т.д.
Установки для напыления декоративного или оптического покрытия могут отличаться от универсального варианта размерами камеры, типом насосов, используемых вакуумной откачной системы, но в целом они работают по такому же принципу, и включают те же основные компоненты.
Управление работой таких установок осуществляются с помощью лицензионного программного обеспечения, которое поставляется вместе с оборудованием и устанавливается на отдельный компьютер.
Принцип работы вакуумных напылительных установок
Принцип работы вакуумных напылительных установок
Вакуумное напыление специалистами осуществляется с помощью установки, состоящей из нескольких элементов, каждый из которых может рассматриваться как самостоятельное устройство. Принцип работы установки в целом предполагает:
- Создание вакуума в камере, получение пара из частиц вещества, формирующего напыление.
- Транспортировку деталей или изделий в рабочую камеру, где их размещают на строго определенной позиции.
- Распыление материала, из которого будет создаваться пленка. В ходе этого процесса пар конденсируется на подложке, и в итоге формируется покрытие с заданными свойствами.
Установки могут быть как периодического, так и непрерывного действия. В первом случае оборудование осуществляет один цикл напыления, потом отключается. А вот оборудование непрерывного действия используется в основном в серийном производстве, для массовой обработки. Конкретное количество загружаемых изделий задается заранее. Эти установки могут быть многокамерными или иметь несколько позиций (напылительных постов), расположенных в одной камере. Это удобно при использовании конвейерной подачи обрабатываемых изделий.