Като водещ доставчик на машини за нанасяне на покритие с висок вакуум, често срещам запитвания от клиенти относно нивото на вакуум, необходимо за тези сложни части от оборудването. Разбирането на подходящото ниво на вакуум е от решаващо значение, тъй като пряко влияе върху качеството, ефективността и производителността на процеса на нанасяне на покритие. В тази публикация в блога ще се задълбоча в концепцията за нивата на вакуум в машините за нанасяне на покрития с висок вакуум, ще обясня защо имат значение и ще обсъдя типичните изисквания за различни видове приложения за нанасяне на покрития.
Разбиране на нивата на вакуум
Преди да се потопим в конкретните изисквания, нека първо разберем какво представляват нивата на вакуум. Вакуумът се определя като пространство, лишено от материя, или по-точно пространство с налягане, значително по-ниско от атмосферното. Нивото на вакуум се измерва в единици за налягане, като най-често срещаните единици са Pascal (Pa), Torr и милибар (mbar).
Атмосферното налягане на морското равнище е приблизително 101 325 Pa или 760 Torr. Високият вакуум обикновено се счита за диапазон на налягането между 10^-3 и 10^-7 Torr. В този диапазон броят на газовите молекули е изключително нисък, което е от съществено значение за постигане на висококачествени покрития.
Защо нивата на вакуум имат значение в машините за нанасяне на покрития с висок вакуум
Вакуумната среда в машината за нанасяне на покритие играе няколко важни роли. Първо, позволява по-добър контрол върху процеса на нанасяне на покритие. В среда с ниско налягане средният свободен път на газовите молекули се увеличава. Средният свободен път е средното разстояние, което една молекула изминава между сблъсъци. Когато средният свободен път е дълъг, частиците на покритието могат да пътуват от източника до субстрата, без да бъдат разпръснати от газовите молекули, което води до по-равномерно и плътно покритие.
Второ, високият вакуум помага да се предотврати замърсяване. В нормална атмосфера има различни газови молекули като кислород, азот и водна пара. Тези молекули могат да реагират с покриващия материал или субстрата, което води до образуване на примеси в покритието. Чрез намаляване на налягането до високо ниво на вакуум, броят на тези реактивни молекули е сведен до минимум, осигурявайки по-чисто и чисто покритие.
Изисквания за ниво на вакуум за различни приложения на покритие
Физическо отлагане на пари (PVD)
PVD е широко използвана техника за нанасяне на покритие, при която тънък филм се отлага върху субстрат чрез физическо прехвърляне на материал от източник към субстрат. За PVD процеси като изпаряване и разпрашване са необходими различни нива на вакуум.
-
Изпаряване PVD: При PVD с изпаряване материалът за покритие се нагрява, докато се изпари, след което парата кондензира върху субстрата. За основни процеси на изпаряване обикновено е достатъчно ниво на вакуум от около 10^-5 до 10^-6 Torr. На това ниво частиците на покритието могат да се движат относително свободно от източника на изпарение до субстрата. За по-усъвършенствани процеси на изпаряване, като електронно-лъчево изпарение, може да се изисква още по-високо ниво на вакуум от 10^-6 до 10^-7 Torr, за да се осигурят покрития с висока чистота. НашитеМашина за твърдо покритие PVD на ленти за трионие проектиран да постига и поддържа тези високи нива на вакуум за отлични резултати на PVD покритие върху ленти за трион.
-
PVD разпръскване: Разпрашването е процес, при който йоните се ускоряват към целевия материал, изхвърляйки атоми или молекули от целта. След това тези разпръснати частици се отлагат върху субстрата. Процесите на разпрашаване обикновено изискват ниво на вакуум в диапазона от 10^-3 до 10^-5 Torr. Долният край на този диапазон обикновено се използва за висококачествени приложения за разпръскване, където се изисква много чисто и равномерно покритие. НашитеМашина за разпръскване на покритиее проектиран да осигурява прецизен контрол върху нивото на вакуума, за да отговори на изискванията на различни процеси на разпрашаване.
Химично отлагане на пари (CVD)
CVD включва химическата реакция на газообразни прекурсори на повърхността на субстрата за образуване на покритие в твърдо състояние. Изискванията за ниво на вакуум за CVD могат да варират в зависимост от конкретния процес. По принцип за термично CVD често се използва ниво на вакуум от около 10^-2 до 10^-3 Torr. Въпреки това, за плазмено подобрен CVD (PECVD), който използва плазма за активиране на химичните реакции, може да се изисква по-високо ниво на вакуум, подобно на PVD процесите, обикновено в диапазона от 10^-3 до 10^-5 Torr.
Разпръскване на злато
Разпрашването на злато е специфичен тип процес на разпрашаване, използван за отлагане на тънък слой злато върху субстрат. Златното разпръскване обикновено се използва в приложения като електроника, бижута и декоративни покрития. За висококачествено разпръскване на злато обикновено се изисква ниво на вакуум от около 10^-4 до 10^-5 Torr. НашитеМашина за разпръскване на златое в състояние да постигне и поддържа това идеално ниво на вакуум за производство на висококачествени златни покрития.
Постигане и поддържане на необходимото ниво на вакуум
За постигане и поддържане на необходимото ниво на вакуум в машина за нанасяне на покритие с висок вакуум са включени няколко компонента. Вакуумната помпа е най-важният компонент. Има различни видове вакуумни помпи, като помпи с ротационни лопатки, турбомолекулярни помпи и криогенни помпи. Ротационните лопаткови помпи често се използват като груби помпи за първоначално намаляване на налягането от атмосферно до средно ниво на вакуум. След това се използват турбомолекулярни помпи и криогенни помпи за постигане и поддържане на високо ниво на вакуум.
В допълнение към вакуумната помпа, машината за покритие също трябва да бъде добре уплътнена, за да се предотврати изтичане на въздух. Всяко изтичане може да увеличи налягането вътре в камерата и да повлияе на процеса на нанасяне на покритие. Редовната поддръжка на вакуумната система, включително проверка за течове, почистване на помпите и подмяна на износени компоненти, е от съществено значение за осигуряване на постоянна работа.
Заключение
В заключение, нивото на вакуум е критичен фактор при работата на машините за нанасяне на покритие с висок вакуум. Различните приложения на покритие изискват различни нива на вакуум за постигане на оптимални резултати. Независимо дали става въпрос за PVD, CVD или разпръскване със злато, разбирането и контролирането на нивото на вакуум е от ключово значение за производството на висококачествени, еднородни и незамърсяващи покрития.
Като доставчик на машини за нанасяне на покритие с висок вакуум, ние се ангажираме да предоставяме на нашите клиенти оборудване, което може да постигне и поддържа необходимите нива на вакуум за техните специфични приложения. Ако се интересувате да научите повече за нашите машини за нанасяне на покритие с висок вакуум или имате въпроси относно изискванията за ниво на вакуум за вашия процес на нанасяне на покритие, моля не се колебайте да се свържете с нас за подробно обсъждане и преговори за доставка.
Референции
- „Тънкослойни процеси II“ от Джон Л. Восен и Вернер Керн.
- „Физическо отлагане на пари на тънки филми“ от Дейвид М. Матокс.
