Industrijski sistem PVD za izhlapevanje s katodnim oblokom uporablja električne obloke z nizko-napetostjo in visokim{1}}tokom za uparjanje trdnih katodnih tarč v vakuumskem okolju. Ta mehanizem doseže stopnjo ionizacije kovin, ki presega 80 %, kar zagotavlja visoko trdnost kemične vezi in oprijem substrata v primerjavi s toplotnim izparevanjem ali standardnim magnetronskim razprševanjem.
Sistem, zasnovan za neprekinjeno več{0}}izmensko proizvodnjo, združuje visoko{1}}vakuumsko komoro iz nerjavečega jekla, modularne katodne krmilne sklope in arhitekturo avtomatiziranega krmiljenja-procesa na osnovi PLC-ja.
Tehnične specifikacije
|
Tehnični parameter |
Razpon specifikacije / vrednost |
|
Dimenzije komore |
Konfiguracije po meri: Phi 800 mm x 1000 mm do Phi 2000 mm x 2200 mm |
|
Material komore |
Plašč iz nerjavečega jekla SUS304 ali SUS316L z dvojno-steno, vodno{3}}hlajen |
|
Končni vakuumski tlak |
<= 5.0 x 10^-4 Pa (after bakeout and outgassing) |
|
Nastavitev črpalnega sistema |
Rotacijska črpalka za grobo obdelavo + puhalo Roots + turbo-molekularna/difuzijska črpalka |
|
Napajalnik Arc |
Nastavljiv enosmerni obločni tok: 0 - 200 A na kanal; napetost vžiga: 380 V |
|
Moč pristranskosti substrata |
Impulzna enosmerna prednapetost: 0 - -1000 V, frekvenca 10 - 100 kHz |
|
Katodni viri |
4 - 12 magnetni-zaprti viri krožnega ali pravokotnega loka |
|
Vrtenje substrata |
Planetarna ali dvojna{0}}osna rotacija, ki jo poganja-magnetna tekočina z visokim navorom |
|
Delovna temperatura |
Temperatura okolja do 600 °C s sevalnimi grelniki,-krmiljenimi s PID |
|
Nadzorni sistem |
Siemens S7-1500 PLC + industrijski računalnik s programsko opremo SCADA |
Ključne značilnosti
Visoka učinkovitost ionizacije:Neposredno uparjanje katode proizvede popolnoma ionizirano kovinsko plazmo za gosto rast-tankega- filma z nadzorovanimi napakami pri zmernih temperaturah.
Možnost magnetnega filtriranega obloka:Vgrajene elektromagnetne krmilne tuljave zmanjšajo izmet makrodelcev (kapljic) za zagotavljanje gladkih končnih premazov za natančno orodje.
Več-slojno / gradientno nanašanje:Sinhrono več{0}}katodno delovanje omogoča sintezo stopnjevanih prehodnih plasti (npr. Ti/TiN/TiAlN) brez prekinitve vakuuma.
Nadzor procesa z zaprto{0}}zanko:Realnočasovne-povratne zanke regulirajo pretok reaktivnega plina (dušik, acetilen, kisik) prek visoko-natančnih krmilnikov masnega pretoka (MFC) za vzdrževanje ciljnih parcialnih tlakov.
Konfiguracija vakuumskega sistema
Črpalni sklad:Primarna groba obdelava uporablja dvo{0}}stopenjske črpalke z vrtljivimi lopaticami, ki jih podpirajo puhala Roots. Doseganje visokega-vakuuma je odvisno od-hitrozmogljivih difuzijskih črpalk ali turbomolekularnih črpalk.
Ventili in cevi:Pnevmatski kotni ventili in elektropnevmatski zaporni ventili samodejno izolirajo območja komore. Razdelilniki uporabljajo cevi iz nerjavečega jekla s prirobnico ISO/KF in CF s posrebrenimi-bakrenimi tesnili ali O-obročki iz vitona.
Odkrivanje puščanja:Vgrajeni testni priključki helijevega masnega spektrometra omogočajo diagnostiko do 10^-10 Pa*m^3/s.
Materiali za izhlapevanje in združljivost s podlago
Združljivi katodni materiali
Čiste kovine:Zlitine Ti, Cr, Al, Zr, Cu, Mo, W, Ag, TiAl (npr. atomsko razmerje 50/50 ali 33/67).
Sestavljene tarče:TiC, CrC, WC.
Združljivost substrata
Orodna jekla:Hitro{0}}rezna jekla (M2, H13) in cementni karbidi (WC-Co vložki).
Strukturne zlitine:Nerjaveče jeklo, titanove zlitine (TC4) in superzlitine na osnovi niklja-.
Inženirska keramika:Silicijev nitrid in aluminijev oksid s prevodno pre{0}}obdelavo.
Aplikacije in preverjene meritve učinkovitosti
Orodja za rezanje in oblikovanje:TiN, TiAlN, and AlTiN coatings on carbide drills and milling cutters. Achieves surface hardness >= 3000 HV in podaljša življenjsko dobo orodja za 200 % - 400%.
Avtomobilske komponente:-Prevleke proti obrabi na batnih obročkih, nastavkih in iglah injektorjev goriva. Zniža koeficient trenja proti jeklu na 0.15 - 0.25.
Medicinski vsadki: Biocompatible TiN and ZrN layers applied to orthopedic joints and dental abutments, verified via scratch adhesion testing (Critical Load Lc >= 70 N).
Kalupi in matrice:Premazi CrN ali DLC na kalupih za brizganje plastike in žigosanje za odpravo obrabe lepila in olajšanje sprostitve obdelovanca.
Možnosti prilagajanja
Geometrija komore:Navpično nakladanje tipa -jame ali horizontalno nakladanje spredaj-.
Postavitev vira:Pozicioniranje katode po meri, prilagojeno za 3D geometrije obdelovanca (npr. dolge ekstruzijske matrice ali turbinske lopatice).
Nadgradnje generatorja pristranskosti:Integracija visokozmogljivih-hibridnih modulov za impulzno magnetronsko razprševanje (HIPIMS).
Integracija avtomatizacije:Robotski vmesniki za nalaganje in avtomatizirane tirnice za prenos vpenjal za okolja čistih prostorov.
Nadzor kakovosti in tovarniško testiranje
Pred tovarniškim sprejemnim preizkusom (FAT) so sistemi podvrženi:
Vakuumsko testiranje puščanja:Preverjanje s helijevim masnim spektrometrom na vseh zvarih in tesnilih.
Preverjanje električne varnosti:Izolacijska upornost, kontinuiteta ozemljitve in preverjanje logike zaklepanja v skladu s standardi CE/UL.
Funkcionalni vklop-:72-urni neprekinjeni preskus suhega delovanja rotacijskih pogonov, pretočnih stikal in komunikacije PLC.
Preizkus premaza:Odlaganje vzorca, preverjeno z merjenjem debeline krog-kraterskega filma in Rockwellovim testiranjem prask z vdolbino.
Namestitev in tehnična podpora
Priprava mesta:Comprehensive utility layout documentation covering cooling water flow (>15 m^3/h, 20 - 25 deg C), stisnjen zrak, prezračevanje in električni padci (380 V/480 V, 3-fazni, 50/60 Hz).
Zagon:Namestitev-na kraju samem, kalibracija vakuuma in optimizacija receptov s strani višjih procesnih inženirjev.
Usposabljanje operaterja:Priročni-navodila, ki zajemajo redno vzdrževanje, zamenjavo ciljev in delovanje SCADA.
Po-prodajna podpora:Oddaljeni diagnostični dostop prek varnega industrijskega VPN-ja; zagotovljen tehnični odgovor v 24 urah.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Kakšen je tipičen čas za zamenjavo katodne tarče?
O: Mehanske vpenjalne prirobnice s hitrim- sproščanjem omogočajo operaterju zamenjavo izrabljenih tarč v 30 - 45 minutah na vir brez razstavljanja notranjega ščita komore.
V: Ali lahko nadzorni sistem shrani več profilov receptov?
O: Da. Industrijski PLC Siemens shranjuje do 100 različnih receptov, spremlja pristranskost čiščenja, trajanje segrevanja, rampe reaktivnega plina, ravni obločnega toka in čas nanašanja.
V: Kakšno komunalno infrastrukturo je treba zagotoviti na-lokaciji?
O: Objekti potrebujejo zaprt{0}}okrožni sistem ohlajene vode, stisnjen zrak (0.6 - 0.8 MPa) za pnevmatske ventile, stabilno 3-fazno industrijsko napajanje, ki ustreza skupni priključni obremenitvi, in lokalne odvodne cevi.
Priljubljena oznake: PVD oprema za obločno izhlapevanje, proizvajalci, dobavitelji, tovarna PVD opreme za obločno izhlapevanje
