真空镀膜机工件除气的必要性和真空镀膜机分类介绍
真空状态是支持真空镀膜机运作的环境,特别是需要高真空度的设备,通常我们需要达到高真空度,抽气系统的作用是功不可没的,但除了抽气系统外,在真空镀膜设备运行的过程中,还有一点就是,工件的除气。
有些工件它本身内部存在着很多的气体、水分等,这些物质都会随着设备加热时被排放到真空室中,降低了真空度,更甚者,
镀金真空电镀机
真空镀膜机工件除气的必要性和真空镀膜机分类介绍
真空状态是支持真空镀膜机运作的环境,特别是需要高真空度的设备,通常我们需要达到高真空度,抽气系统的作用是功不可没的,但除了抽气系统外,在真空镀膜设备运行的过程中,还有一点就是,工件的除气。
有些工件它本身内部存在着很多的气体、水分等,这些物质都会随着设备加热时被排放到真空室中,降低了真空度,更甚者,有些气体带有毒性成分,直接损害到真空室内部机械结构,造成设备不能正常运作。另外,正在镀膜过程中,由于工件内气体加热膨胀,容易使已经镀上的膜层裂开,当然这个情况出现的机率视工件本身物理性质有关,像塑料等容易膨胀的,机率就比较高,像金属等硬质的,机率就比较低,但也不能忽视,因此工件的除气是非常必要的。
通常我们使用的工件除气方法是烘烤,通过加热把工件内的气体、水分排出,在镀膜前,抽气的同时,对工件进行加热,当工件内水分和气体由于加热而放出后,随着真空室内的气体一起被真空泵抽出。
针对不同的工件采取不一样的除气措施,有效控制工件内部气体与水分排放,提高镀膜的稳定性和均匀性。真空镀膜机分类和适用范围真空镀膜机主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。
真空镀膜机镀膜技术和湿式镀膜技术
随着科学技术的发展,真空镀膜技术成为了各行各业提高产量的手段,真空镀膜所需费用较低经济效益显著让越来越多的企业跃跃欲试,我国生产的真空镀膜机已经达到了相当水平,可以镀制的真空镀膜材料也越来越多,但和国外的设备对比也存在着一点差距,对于真空技术的研发有待提高。
真空镀膜技术的膜材选材广泛,可以控制膜的厚度并镀制不同功能和性能的薄膜,就能使材料具备许多新的化学和物理性能。湿式镀膜技术是过去的一种镀膜方式,即化学镀或者电镀,是应用化学还原的原理沉积在材料上,这种方法会产生废液污染环境,以往很多电镀设备厂因为污染问题纷纷转变镀膜工艺。
真空镀膜技术镀制的薄膜,膜层不易受到污染,在真空环境中可以提高纯度和致密性,不产生废液不污染环境。真空镀膜本身污染,但是实际镀制中会用到有机涂料,所以也会产生污染,然而相比湿式电镀技术,污染小很多,真空镀膜技术生产具有很强的生命力,但也不是说真空镀膜技术就可以完全取代传统的湿式镀膜技术了,在膜层的厚度,耐老化上湿式镀膜法仍然占据优势,真空镀膜镀制的膜层比较薄。
另外,牢固的膜层是受工艺和附着力所影响,不管是真空镀膜技术还是湿式镀膜技术,如果材料表面没有清洁干净都会影响膜层和材料的结合。
真空镀膜机真空室形变带来的影响
为尽量减小真空镀膜机真空室形变带来的影响,我们将导轨、丝杆等传动件固定于一个刚性的中间层上,其与真空室底壁之间采用点、线、面活性支撑,以吸收和隔离形变,并设置形变补偿调节机构,在系统抽真空之前,参照有限元计算提供的理论数据预设适当的补偿量,以使其在真空状态下达到平衡。
为了验证有限元计算的结果,对真空室的形变和补偿进行了测试。首先,将四只千分表定位在工作台安装基点的真空壁外侧,当真空室由大气抽到真空时,记录各千分表的变化量,经处理后为用激光自准直仪调整设备形变补偿。
由水平调整的自准直仪发出一束激光穿过真空室的玻璃窗照射固定于工作台上的反射镜,在大气环境下调整设备形变补偿调节机构,使反射光束进入自准直仪接收视场,记录两维角度偏差。
按有限元计算的真空状态下的补偿量再次调整,显然,此时的反射光束已远离自准直仪接收视场,但一旦真空室进入真空状态,反射光束又重新进入自准直仪的接收视场,记录此时的两维角度偏差。前后两次显示的两维角度偏差基本吻合。
工作台运动副的润滑及对真空环境的影响工作台的扫描是处于真空室环境下的频繁运动,除用滚动代替滑动来降低摩擦系数外,在导轨、丝杆等运动副之间采取良好的润滑是保证刻蚀装置长时间正常运行的必要条件。
真空中的润滑的方式通常有镀固体润滑膜和直接使用润滑剂等镀膜容易破坏导轨的运动精度,且工艺复杂。
为此,我们测试了一种市场商品――二硫化钼润滑剂的润滑效果,将该润滑剂直接喷涂在运动副表面,并用四极质谱仪分析了该润滑剂在真空中挥发出的气体的主要成分。
溅镀机设备与工艺(磁控溅镀)
溅镀机由真空室,排气系统,溅射源和控制系统组成。溅射源又分为电源和溅射枪(sputtergun)磁控溅射枪分为平面型和圆柱型,其中平面型分为矩型和圆型,靶材料利用率30-40%,圆柱型靶材料利用率>50%溅射电源分为:直流(DC)、射频(RF)、脉冲(pulse),直流:800-1000V(Max)导体用,须可灾弧。
射频:13.56MHZ,非导体用。脉冲:泛用,新发展出溅镀时须控制参数有溅射电流,电压或功率,以及溅镀压力(5×10-1—1.0Pa),若各参数皆稳定,膜厚可以镀膜时间估计出来。
靶材的选择与处理十分重要,纯度要佳,质地均匀,没有气泡、缺陷,表面应平整光洁。对于直接冷却靶,须注意其在溅射后靶材变薄,有可能破损特别是非金属靶。一般靶材薄处不可小于原靶厚之一半或5mm。
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