En vakuumenhed er stort set det samme system, der består af et bestemt antal komponenter. Hvert af elementerne i en sådan installation udfører specifikke funktioner. En af de vigtigste komponenter i vakuuminstallationer er en vakuumpumpe, hvoraf der kan være et stort antal. Ofte er en enhed bygget på en sådan måde, at alle komponenterne interagerer inde i den. Kun i tilfælde af en sådan situation er det muligt at opnå virkelig højtydende indikatorer. Med hensyn til hovedopgaven for sådanne installationer er der utvivlsomt skabelsen af ​​et dybt teknisk vakuum.

Sådanne processer spiller en særlig vigtig rolle, når det kommer til pumpning af luft eller gasblandinger... Men gå ikke glip af det øjeblik, hvor vakuuminstallationer effektivt kan bruges ikke kun i industrien, men også derhjemme. I husholdningsopgaver fungerer vakuumenheder uden nogen håndgribelig belastning og er i stand til at levere enorme ydeevneindikatorer.

Hvad angår efterspørgslen efter virksomheder i sådanne installationer, er der absolut ingen tvivl om dette. På den dette øjeblik et stort antal producenter viser interesse for produkter til dette formål. Mange producenter er endda villige til at betale for meget for at være de første til at modtage sådanne installationer.

Nu vil vi overveje de industrier, hvor vakuuminstallationer allerede er blevet en integreret del af systemet:

• Tekstilindustri
• Maskiningeniør
• Metallurgi
• Fødevareindustri
• Kemisk industri
• Maskiningeniør
• Farmaceutiske produkter

Men dette er langt fra hele listen over industrier, der har brug for udstyr af denne type. Men selv når man ser på denne liste, ser det ud til, at dette virkelig er en af ​​de mest praktiske muligheder blandt alt udstyr af denne type.

Hvis vakuumenhedens standardkonfiguration ikke er nok for brugeren, kan han købe ekstra udstyr uden problemer. Det er meningen at gøre processen nemmere og samtidig effektiv. Mange brugere nyder disse privilegier og køber ekstra udstyr for i høj grad at forenkle arbejdsgangen og gøre det mere pålideligt.

De største opgaver for vakuuminstallationer kan kaldes oprettelse og vedligeholdelse af høje og ultrahøje vakuumniveauer i systemet. Men dette er langt fra hele listen over mulighederne for sådanne installationer. De kan også være meget effektive til at skabe forskellige dele, hvilket er deres største fordel. Men stadig købes ofte sådanne installationer for at danne et ultrahøjt vakuum, da andre installationer ikke kan klare dette.

Men på trods af at alle roser hovedelementerne i sådanne systemer, er der også et betydeligt antal sekundære elementer, der også spiller en særlig rolle. Når alt kommer til alt at modtage maksimal effekt fra vakuuminstallationer er kun mulig, hvis alle elementer i systemet aktivt interagerer med hinanden. Ellers vil effekten af ​​sådant udstyr simpelthen ikke være der.

Hovedelementerne i vakuumenheden:

• En vakuummåler er en enhed til måling af trykket inde i systemet og overvågning af de nøgleprocesser, der er forbundet med det.
• Vakuumcylindre er et af nøgleelementerne, der er vigtige i processen med at skabe et vakuum inde i systemet.
• Vakuumrør er snarere et ekstra udstyr, der tillader bevægelse af al væske i visse dele af installationen.
• Vakuumpumper er en grundlæggende del af installationen, der udfører næsten alle funktioner, og uden hvilken dannelse af et vakuum inde i systemet ville være helt umuligt.

Det moderne vakuummarked giver os et stort udvalg af lignende produkter. Busch er en af ​​de førende virksomheder på markedet. Dette firma har længe formået at erklære sig selv og holder den dag i dag sit omdømme på et højt niveau.

En af de største fordele ved Busch-planter er kvaliteten, der er på det højest mulige niveau. Nu på markedet kan du se flere serier af produkter fra dette firma på én gang.

• Vakuuminstallationer
• Blæsere
• Vakuumpumper

Inden for alle ovennævnte områder er virksomheden i øjeblikket ikke lige. Denne producent kunne virkelig besætte en betydelig markedsniche og derved bevise, at det er hans produkter, der opfylder alle standarder og fortjener at indtage den første position på markedet.

UVN-vakuumsprøjteenheder

UVN-vakuumsprøjteenheden er en enhed med en række funktionelle funktioner. Alligevel er det vigtigste punkt anvendelsesområdet for sådant udstyr. Installationer af denne type bruges aktivt i næsten alle brancher, hvorfor det er meget problematisk at navngive en af ​​dem.

En af de klare fordele ved sådanne installationer er tilstedeværelsen af ​​fire aftagelige teknologiske moduler. Hver af dem udfører bestemte funktioner, som faktisk giver dig mulighed for at opnå højtydende indikatorer.

UVN-1M er en af ​​de mest praktiske modeller af sådanne installationer, som på trods af dens gennemsnitlige omkostninger, var i stand til at rumme en enorm mængde af positive kvaliteter... Denne enhed kan ikke kun prale af højtydende indikatorer, men også af høj kvalitet, stabilitet og en bred vifte af applikationer.

Vedrørende udseende lignende installationer, det er ikke så simpelt og har stadig visse tilføjelser. Oftest lukkes moduler af sådanne systemer med et specielt glasvakuumkammer. Denne enhed giver dig mulighed for at beskytte moduler mod forskellige trusler.

Men dette er ikke hele listen over fordele, fordi der blandt andet er et stort antal aspekter, der indikerer, at sådanne installationer virkelig er meget effektive.

Vakuumstøbeplanter

Et af hovedformålene med sådanne installationer er støbning af tandlegeringer. Med en lignende opgave, vakuumsystemer af denne type klarer sig ret godt. Derfor begyndte mange at købe lignende udstyr til dets lignende drift.

Det er værd at bemærke, at sådanne installationer har aktiv køling, hvilket gør det muligt for installationen ikke at bukke under for overophedning, hvilket også spiller en vigtig rolle. En inaktiv gas kan betragtes som en nøglekomponent i sådanne installationer, hvilket gør det muligt at betjene enheden mest pålideligt og undgå oxidation af forskellige slags legeringer.

Sådanne installationer bruges oftest inden for dentalområdet. Hvis det ønskes, kan de bruges i andre industrier, men det vil være ret problematisk at få særlige fordele ved det.

Installation af vakuummetallisering

Ansøgning belægning af høj kvalitet for produkter er langt fra den nemmeste proces. For at resultatet af en sådan procedure skal være af høj kvalitet, skal der anvendes specielt udstyr til dette. Vakuummetalliseringsenheden er den bedste i dette. Selve metalliseringsprocessen er påføring af en tynd film, der beskytter materialet mod virkningerne af forskellige faktorer.

En af de bedst sælgende variationer af disse enheder er den lodrette dørindstilling. Med hensyn til bekvemmelighed denne mulighed betydeligt bedre end konventionelt materiale, da det er meget lettere at ilægge og losse materiale.

Materialer behandlet i vakuummetalliseringsanlæg:

• Glas
• Plast
• Metal
• Keramik

Producenter af vakuumanlæg

Producentens rolle er også langt fra den sidste. Det er bedst at købe sådanne installationer fra pålidelige leverandører, der kan give dig alle garantier for produktkvalitet og pålidelighed.

De mest pålidelige producenter af vakuumsystemer:

• Edwards
• Becker
• Atlas copco

Alle ovenstående producenter er så pålidelige som muligt, og du kan stole på dem. Dette kan forstås af indikatorerne for deres salg, da alle disse virksomheder er blandt de fem mest lovende virksomheder til salg af vakuumenheder.

For at ændre de grundlæggende egenskaber ved metal, plast, keramik eller andre materialer kan en metalliseringsproces udføres. Vakuummetallisering er en af ​​de mest almindelige metoder til sprøjtning af metal, som en beskyttende overflade dannes med visse egenskaber usædvanligt for underlaget. Lad os overveje funktionerne i vakuummetalliseringsteknologien mere detaljeret.

Teknologisk proces med vakuummetallisering

Den betragtede metode til behandling af dele har været brugt i lang tid. Vakuummetallisering er en proces baseret på fordampning og kondensering af et materiale på et substrat. Blandt funktionerne i denne proces skal følgende punkter bemærkes:

1. Alsidighed og høj effektivitet metoden bestemmer dens brede fordeling. Der forventes en mere omfattende anvendelse af metalliseringsprocessen til polymere og andre materialer i fremtiden. Udviklingen af ​​den behandlede metode, der overvejes, er forbundet med forbedring af det anvendte udstyr. Så moderne vakuuminstallationer giver dig mulighed for at automatisere proceduren for metallisering af dele, forbedre kvaliteten af ​​de opnåede overflader og reducere omkostningerne ved de resulterende produkter. Den eneste hindring for udviklingen af ​​denne industri er de høje omkostninger moderne udstyr og de nye vanskeligheder med installation, brug og vedligeholdelse.
2. Den teknologiske proces med vakuummetallisering er ret kompliceret, resultatet afspejles i betingelsen for at udføre hvert trin. Når det materiale, der skal blive den fremtidige belægning, opvarmes, gennemgår det et stort antal ændringer. Et eksempel kan kaldes det faktum, at belægningen i første omgang fordamper, så adsorption finder sted efterfulgt af kondensering og krystallisering for at fiksere laget på overfladen.
3. Kvaliteten af ​​resultatet påvirkes af et tilstrækkeligt stort antal faktorer, blandt hvilke vi bemærker substratets fysisk-kemiske egenskaber, de vedvarende betingelser for metallisering.
4. Dannelsen af ​​en sprøjtet belægning under metallisering sker i to hovedtrin: overførsel af energi og masse fra kilden til overfladen og deres fordeling over hele substratet.

Installation til vakuummetallisering

Vakuumpletteringsteknologi er velegnet til en lang række emner. Et eksempel er plast- eller plastrullematerialer.

En typisk teknologi består af flere hovedfaser:

1. Forberedelse af delen til den igangværende proces. Blandt de krav, der stilles til den del, kan man bemærke fraværet af skarpe kanter og skjulte områder fra den lige linieindtrængning af kondensat. Vakuummetallisering af plast eller andre materialer er kun mulig, hvis arbejdsemnets form ikke er kompliceret.
2. Affedtning og tørring. Nogle materialer kan indeholde store mængder adsorberet fugt, såsom polymerer. Tørring udføres ved en temperatur på ca. 80 grader Celsius, holdetiden er 3 timer. Affedtning udføres allerede i et vakuumkammer ved forberedende fase... Affedtningsteknologien giver mulighed for at afvikle rullen og effekten af ​​en glødeafgivelse. Som resultaterne af de udførte undersøgelser viser, har udførelse af udglødning på polymerpræparationsstadiet en gunstig virkning på strukturen af ​​det pågældende materiale, da det interne stressindeks reduceres væsentligt. Vakuumrullemetallisering skal udføres med undtagelse af sandsynligheden for rynker på tidspunktet for klargøring af emnet, da de kan kaldes defekter.
3. Etape af aktivering overfladebehandling. Vakuummetallisering af plast og andre materialer involverer overfladeaktivering. I dette tilfælde er det mest forskellige metoder aktiveringer, hvis valg afhænger af materialets egenskaber. Denne proces er designet til at forbedre overfladeadhæsionshastigheden.
4. Påføring af stoffet på overfladen. I de fleste tilfælde finder vakuummetallisering af aluminium eller anden legering sted ved hjælp af den resistive fordampningsmetode under betingelse af udsættelse for temperatur. Tungstenfordampningsteknologi bruges meget sjældnere, da den giver opvarmning af mediet til en lav temperatur, hvilket resulterer i, at fordamperen ødelægges på kortest mulig tid.
5. Den sidste fase vedrører kvalitetskontrol af metallisering. Hvis det påførte lag er dekorativt, består kvalitetskontrol i de fleste tilfælde i registrering af de optiske egenskaber. Derudover er opmærksomheden på sprøjtens ensartethed, styrken af ​​forbindelsen af ​​overfladelaget og strukturen.

Vakuummetalliseringsresultat

Teknologien til vakuummetallisering af plast og andre materialer er vanskelig at opnå kvalitetsoverflade alle behandlingsbetingelser skal overholdes.

Anvendelsesområde for vakuummetallisering

Når vi overvejer anvendelsesområdet for denne teknologi, bemærker vi, at den kan bruges til at dække følgende materialer:

1. plast;
2. aluminium;
3. forskellige polymerer;
4. glas;
5. keramik;
6. metaller.

Den mest udbredte er metalliseringen af ​​plastprodukter. Dette skyldes, at På en lignende måde et produkt lavet af billig plast bliver mere attraktivt.

Hvis du har brug for at spare på produktionen, men samtidig give høj dekorative kvaliteter, aluminium eller andre metaller sprøjtes.

Et eksempel er fremstilling af bildele, der bruges til indvendige trim. Kinesiske og japanske bilproducenter er længe begyndt at bruge den pågældende teknologi til at reducere omkostningerne ved deres biler. På samme tid udføres brugen af ​​vakuummetallisering ikke kun til dekorative formål på grund af overfladelagets højere styrke holder delene længere, og friktionsgraden reduceres. Imidlertid forbedrer metallisering ikke styrken af ​​hele polymerproduktet.

Denne teknologi bruges også til produktion af forskellige ting, der bruges i hverdagen, billige smykker. Den brede fordeling skyldes det faktum, at overfladelaget ikke slides over en lang driftsperiode. Tidligere anvendte sprøjteteknologier tilvejebragte ikke skabelsen af ​​høj vedhæftning mellem underlaget og den dekorative belægning.

Fordele ved vakuummetallisering

Denne teknologi har et ret stort antal fordele:

1. Evnen til at automatisere processen. Som tidligere nævnt giver det installerede udstyr dig mulighed for at automatisere den betragtede proces så meget som muligt og derved reducere sandsynligheden for mangler på grund af menneskelige fejl.
2. Den resulterende overflade vil være ensartet, hvilket giver et attraktivt udseende og høj ydeevne for delen. Efter metallisering ligner overfladen af ​​polymerer som regel poleret metal.
3. Underlagt sprøjteteknologien kan overfladelaget vare i mange år. Kvalitetssikringsfasen gør det muligt at udelukke muligheden for at skære det overfladesprøjtede lag af eller dets hurtige slid.
4. På denne måde kan du give produktet en række kvaliteter: korrosionsbestandighed, elektrisk ledningsevne, reducerer friktion, øger overfladehårdheden. I de fleste tilfælde bruges vakuummetallisering til at dekorere dele.
5. De grundlæggende egenskaber ved substratet forbliver praktisk talt uændrede. Under tørringstrinnet opvarmes materialet til en temperatur, der ikke fører til en omstrukturering af dets struktur.
6. Teknologien kan anvendes i slutfasen af ​​delproduktionen. På korrekt udførelse det er ikke nødvendigt at omarbejde de behandlede dele i alle faser.

Hvis vi overvejer ulemperne, skal det bemærkes kompleksiteten af ​​overgangen til det sprøjtede stof fra en tilstand til en anden. De krævede betingelser kan kun leveres med installation af specielt udstyr. Derfor er det praktisk taget umuligt at udføre vakuummetallisering med egne hænder for at sikre en overflade af høj kvalitet.

Afslutningsvis bemærker vi, at selv en lille tykkelse af metallaget er på polymercoating i stand til at give polymerer en metallisk glans og elektrisk ledningsevne, beskytte strukturen mod stød sollys og atmosfærisk aldring. I dette tilfælde kan det oprettede lag kun have en tykkelse på nogle få fraktioner af en millimeter, hvorfor produktets vægt forbliver praktisk talt uændret. Derudover giver vakuummetallisering dig mulighed for at opnå et helt unikt materiale, der har fleksibilitet og lethed samt egenskaber, der er forbundet med metaller.

Navigation:

Processen med vakuumaflejring består af en gruppe metoder til aflejring af belægninger (tyndeste film) i vakuumkuglen, hvor kompensation kommer ud af virkningen af ​​direkte kondensering af damp forårsaget af elementet.

Eksisterer næste skridt vakuumsprøjtning:

• Dannelse af gasser (damp) fra komponenter, der producerer refusion;
• Transport af dampe til underlaget;
• Akkumulering af dampe i underlaget og dannelse af sprøjtning;

Listen over vakuumaflejringsmetoder inkluderer følgende videnskabelige og tekniske bevægelser, og derudover de hurtige typer af disse operationer.

Liste over termiske sprøjtemetoder:

• Fordampning ved hjælp af en galvanisk bjælke;
• Fordampning med en laserstråle.

Fordampning med vakuumbue:

• Råmaterialet fordampes i katodeplettet, lysbuen er ansvarlig for dette;
• Molekylær stråleepitaksi.

Ionisk spredning:

• De oprindelige råmaterialer sprøjtes ved ionstrålebombardement og virker på underlaget.

Ansøgning

Vakuumkompensation bruges til at udvikle sig i planen af ​​komponenter, enheder og mekanismer operationelle belægninger- ledere, isolatorer, slidstærkt, korrosionsstabilt, erosionsbestandigt, antifriktion, antibeslag, barriere og andre. Disse manipulationer bruges med det formål at anvende dekorative belægninger, for eksempel når du samler urbevægelser med en forgyldt overflade og belægningsrammer til briller. En af de vigtigste operationer inden for mikroelektronik, hvor den bruges til at anvende ledende lag (metallisering). Vakuumkompensation bruges til at udtrække optiske belægninger: antireflektion, reflekterende, filtrering.

En reaktiv gas kan indføres i det videnskabelige og tekniske felt, for eksempel acetylen (med henblik på belægninger, der introducerer kulstof), ikke-metal, luftrum. Chem. reaktionen i substratplanet udløses ved opvarmning eller ved ionisering og dissociation af gasser ved hjælp af en af ​​konfigurationerne i gassystemet.

Takket være brugen af ​​vakuumaflejringsmetoder opnås en belægning, hvis tykkelse kan være adskillige ångstrøm eller nå op på mange mikroner, som regel som et resultat af sprøjtning kræver overfladen ikke yderligere behandling.

Vakuumaflejringsmetoder

Skæbnen for hver af partiklerne i den sprøjtede komponent ved kollision med overfladen, bestanddelene, afhænger af dens energi, plan temperatur og kemikalie. affiniteten af ​​filmelementer og bestanddele. Atomer eller molekyler, der har nået planet, har enhver mulighed for enten at blive reflekteret fra det eller blive adsorberet og efter en bestemt periode forlade det (desorption) eller adsorbere og skabe et kondensat (forsegling) i planet. Ved høje energier af partikler, høj temperatur plan og ubetydelig kemikalie. affinitet reflekteres elementet af overfladen. Temperaturen på delens plan, over hvilken alle partikler reflekteres fra det, og laget ikke dannes, kaldes en alvorlig temperatur under vakuumsprøjtning, dens betydning afhænger af arten af ​​filmens elementer og planet af komponenter og om flyets tilstand. Med ekstremt små strømme af fordampningselementer, inklusive hvis disse partikler adsorberes i planet, men sjældent mødes med andre lignende partikler, desorberes de og kan ikke skabe kerner, det vil sige, at laget ikke vokser overhovedet. Den alvorlige hyppighed af strømningen af ​​de fordampelige komponenter for en given plan temperatur er den laveste densitet, hvorved partiklerne kondenserer og danner et tæppe.

Vakuum plasmasprøjtning

Ifølge denne metode opnås tynde film med en tykkelse på 0,02-0,11 mikron som et resultat af opvarmning, fordampning og aflejring af en komponent på et substrat i et adskilt kammer under komprimeret gastryk i det. I cellen ved hjælp af vakuumpumpe den største effekt af resterende gasser skabes, ca. 1,2x10-3 Pa.

Arbejdskammeret er en metal- eller glaskuppel med et eksternt vandkølingskoncept. Kammeret er placeret i den centrale plade og skaber en vakuumbeskyttet forbindelse med det. Underlaget, hvor sprøjtningen udføres, er fastgjort til holderen. Ved siden af ​​substratet er der et varmelegeme, der opvarmer substratet op til 2400-4400 ° C for at forbedre vedhæftningen af ​​den sprøjtede film. Kondensatoren inkluderer et varmelegeme og en kilde til den sprøjtede komponent. Overgangsklappen lukker dampstrømmen fra fordamperen til underlaget. Refusionen varer i løbet af den tid, hvor lukkeren ikke smækkes.

Til opvarmning af den sprøjtede komponent anvendes to typer fordampere hovedsageligt:

• Straight-wire multi-wire eller dobbelt-tape varmeveksler lavet af wolfram eller molybdæn;
• Elektronradiale fordampere med opvarmning af den inddampede komponent ved galvanisk bombardement.

Eksplosiv fordampning bruges til at sprøjte film fra multikomponentelementer. I dette tilfælde opvarmes kondensatoren til 15000 ° C og drysses med pulver fra en blanding af fordampningselementer. Komposit sprøjtning kan opnås ved en lignende metode.

Nogle populære belægningselementer (f.eks. Guld) har dårlig vedhæftning til silicium og andre halvlederelementer. I tilfælde af dårlig vedhæftning af fordampningselementet til substratet lægges fordampningen i 2 lag. Først påføres et lag legering over substratet med fremragende vedhæftning til halvledersubstratet. Derefter sprøjtes hovedlaget, hvor adhæsionen med underlaget tidligere var fremragende.

Ion vakuumaflejring

Denne metode består i forstøvning af et element af den påførte komponent, der er til stede foran det negative potentiale på grund af bombardementet af inaktive gasioner, der opstår under excitering af en glødeafladning inde i et vakuumsprøjteanlæg.

Materialet i den negativt ladede elektrode sprøjtes under påvirkning af ioniserede atomer af inaktiv gas, der rammer den. Disse er forstøvede overgangsatomer og afsættes oven på substratet. Den største fordel ved ion-vakuumaflejringsmetoden er fraværet af behovet for at opvarme fordamperen op til en høj temperatur.

Mekanismen med udsigt over udledning. Den nedbrydende afladning overvåges i kamre med lavt gastryk mellem 2 metalelektroder, der forsynes med høj spænding op til 1-3 kW. I dette tilfælde er den negative elektrode normalt jordforbundet. Katoden er målet fra det forstøvede element. Luftrummet evakueres foreløbigt fra kammeret, hvorefter gassen startes op til et tryk på 0,6 Pa.

Glødeafladningen fik sit navn fra tilstedeværelsen af ​​den såkaldte glødglød i målet (katoden). Denne udstråling er forårsaget af et stort fald i kapacitet i et tæt rumladningslag nær katoden. Regionen af ​​det mørke Faraday-sted støder op til TC-zonen, der passerer ind i den positive søjle, som er en uafhængig del af udledningen, helt uegnet fra andre lag af udledningen.

Derudover er der et lille rumladningslag nær anoden, kaldet anodelaget. Et andet element i interelektrodespalten er fanget af plasma-kvasineutral. Ved hjælp af en lignende metode sporer kameraet en rasterglød fra skiftende mørke og lyse striber.

Stabil emission af elektroner fra katoden er påkrævet for at strømmen skal passere mellem elektroderne. Denne emission tillades at blive induceret under tvang ved at opvarme katoden eller bestråle den med ultraviolet lys. Denne form for udledning er ikke selvbærende.

Vakuumsprøjtning i aluminium

I nogle tilfælde, især ved sprøjtning af plast, anvendes aluminiummetallisering, og dette metal er et ret let råmateriale og er ikke slidstærkt på nogen måde, i dette tilfælde er der behov for visse specielle videnskabelige og tekniske metoder. Brugeren skal forstå, at det er bedst at beskytte lignende komponenter mod kontaminering umiddelbart efter stempling, og derudover er det uønsket at anvende forskellige smørepulvere og fyldstoffer i pressestykkerne.

Vakuummetalsprøjtning

Metaller, der kun kan fordampe ved en temperatur under deres smeltezone, må opvarmes ved hjælp af jævnstrøm; sølv- og guldkonstruktioner fordamper i skyttelbade med tantal eller wolfram. Refusion kræves i et kammer under et tryk på mindre end 10-3 mm Hg. Kunst.

Vakuumion-plasmasprøjtning

For fremkomsten af ​​en selvforsynende glødeafladning er det nødvendigt at inducere emission af elektroner fra katoden ved at påføre en høj spænding på 2-4 kW mellem elektroderne. Hvis den iboende spænding overstiger evnen til gasionisering i kammeret (normalt Ar), i dette tilfælde som et resultat af kollisioner af elektroner med Ar-molekyler, ioniseres gassen med dannelsen af ​​positivt ladede Ar + -ioner. Som et resultat forekommer der en lille synsudladning og følgelig et stærkt elektrisk felt i regionen af ​​katodens sorte rum.

Ar + -ioner, der erhverver energi i den tilvejebragte zone, slår katodelementets atomer ud på samme tid, hvilket fremkalder emission af sidelektroner fra katoden. Det er denne emission, der bevarer en uafhængig glødudledning. Overgangsatomer fra katodeelementet når substratet og afsættes på dets plan.

Installation af vakuumsprøjtning UVN

Strukturen er bevæbnet med et betydeligt kompleks moderne enheder og anordninger, der garanterer aflejring af belægninger af metaller af deres synteser og legeringer med etablerede egenskaber, fremragende vedhæftning og høj ensartethed i henhold til en del af området.

Et sæt enheder og enheder, der er en del af apparatets struktur:

• Halvautomatisk vakuumsystem kontrol kilde;
• Stabil nuværende magnetronforstøvningsteori;
• Opvarmningskoncept (med kontrol og vedligeholdelse af den indstillede temperatur);
• Begrebet rengøring af sprøjtede varer i området med overløbsudledning;
• Konceptet med at flytte produkter i vakuumområdet;
• Numerisk vakuummåler;
• Modstandskontrolkoncept for stigende film;
• Inverter strømforsyning til magnetroner.

Hej venner.

Så historien begyndte lidt tidligere, da vi fik et vakuumkammer. Hendes vej til os var ikke tæt og kan beskrives i en separat historie, men dette er, som de siger, "en helt anden historie." Jeg kan kun sige, at det endnu tidligere bragte folk en slags fordel i et af laboratorierne ved universitetet i Göttingen.

Den første ting, hvorpå vi begyndte at betjene vakuumkammeret, var at teste en metode til termisk aflejring af metaller på substrater. Metoden er enkel og gammel som verden. Et mål for et forstøvet metal som sølv placeres i en molybdæn digel. Et varmeelement er placeret omkring det. Vi brugte en wolframlegeringstråd, der blev viklet i en spiral.

Den komplette termiske sprøjteanordning ser sådan ud:

Udstyr til termisk sprøjtning af metaller. men. Samlet ( beskyttende skjold og ventilen fjernes). Betegnelser: 1 - digel, 2 - varmeelement, 3 - dampledning, 4 - strømledning, 5 - termoelement, 6 - prøveramme.

Efter at have passeret strømmen (den går ind i vakuumkammeret gennem de forseglede ledninger) opvarmes spiralen, varmer båden op, hvor målmaterialet også opvarmes og fordampes. En sky af metaldamp rejser sig langs damplinien og omslutter kroppen, hvor en metalfilm skal deponeres.

Selve metoden er enkel og god, men der er også ulemper: højt strømforbrug, det er vanskeligt at placere overflader (legemer) i den dampsky, som filmen skal deponeres på. Adhæsion er heller ikke den bedste. Anvendt den forskellige materialer, inklusive metaller, glas, plast osv. Hovedsageligt - til forskningsformål, da vi bare mestrede vakuumudstyr.

Nu er det tid til at tale om vakuumsystemet. Vi udførte eksperimenterne i et vakuumkammer udstyret med et vakuumsystem bestående af et roterende for-vakuum og en turbomolekylær pumpe og tilvejebragte et resttryk på 9,5 10 -6 - 1,2 10 -5 mm Hg.
Hvis det ved første øjekast ser ud til at det ikke er svært, så er det faktisk ikke. For det første skal selve kammeret være tæt nok til at opretholde et højt vakuum. Dette opnås ved at forsegle alle funktionelle flanger og åbninger. De øvre og nedre flangedæksler har i princippet de samme gummitætninger såvel som de mindste huller beregnet til installation af vinduer, sensorer, enheder, forseglede kirtler og andre flangedæksler, kun med en meget større diameter. For eksempel for at forsegle et sådant hul pålideligt

Kræver flange, pakning og hardware som vist på dette billede.

Denne sensor måler vakuumet i kammeret, signalet fra det går til enheden, som viser niveauet for højvakuum.

Det krævede vakuumniveau (for eksempel 10-5 mm Hg) opnås som følger. For det første evakuerer forelinepumpen det lave vakuum til et niveau på 10-2. Når dette niveau er nået, er en højvakuumpumpe (turbomolekylær) tændt, hvis rotor kan rotere med en hastighed på 40.000 omdr./min. Samtidig fortsætter forelinepumpen med at arbejde - den pumper ud trykket fra den turbomolekylære pumpe selv. Sidstnævnte er en ret lunefuld enhed og dens "sarte" enhed og spillede en rolle i denne fortælling. Vi bruger en japansk turbomolekylær pumpe fra Osaka vakuum.

Det anbefales, at luften, der pumpes ud af kammeret med oliedampe, udledes i atmosfæren, da fine oliedråber kan "plaske" hele rummet.

Efter at have behandlet vakuumsystemet og efter at have udarbejdet termisk sprøjtning besluttede vi at prøve en anden metode til påføring af film - magnetron. Vi havde en lang erfaring med kommunikation med et stort laboratorium, der anvendte funktionelle nanobelægninger til os i nogle af vores udviklinger ved hjælp af metoden til magnetronforstøvning. Derudover har vi ret tætte bånd med nogle afdelinger fra MEPhI, Moscow Higher Technical School og andre universiteter, som også hjalp os med at mestre denne teknologi.

Men over tid ønskede vi at bruge flere af de muligheder, som vakuumkammeret giver.

Snart fik vi en lille magnetron, som vi besluttede at tilpasse til anvendelse af film.

Det er magnetron-vakuummetoden til aflejring af tyndt metal og keramiske film, der betragtes som en af ​​de mest produktive, økonomiske og brugervenlige blandt alle fysiske aflejringsmetoder: termisk fordampning, magnetron, ion, laser, elektronstråle. Magnetronen er installeret i en af ​​flangerne, da den er praktisk at bruge. Til sprøjtning er dette dog stadig ikke nok, da det kræver tilførsel af en bestemt spænding, kølevand og gasser for at sikre, at plasmaet antænder.

Teoretisk udflugt

Forenklet er magnetronen struktureret som følger. På basen, som også fungerer som et magnetisk kredsløb, placeres stærke magneter, der danner et stærkt magnetfelt. På den anden side er magneterne dækket af en metalplade, der fungerer som en kilde til det sprøjtede materiale og kaldes et mål. Et potentiale påføres magnetronen, og jorden påføres vakuumkammerets krop. Den potentielle forskel dannet mellem magnetronen og kamerahuset under forhold med en sjælden atmosfære og magnetfelt fører til følgende. Et atom af en plasmadannende argongas kommer ind i virkningen af ​​magnetiske og elektrisk felt og ioniserer under deres indflydelse. Den undslipte elektron tiltrækkes af kamerahuset. Den positive ion tiltrækkes af magnetronmålet, og når den er accelereret under påvirkning af magnetfeltlinjerne, rammer den målet og slår en partikel ud af det. Det flyver ud i en vinkel modsat den vinkel, hvor argonionen ramte målet. En metalpartikel flyver fra målet mod det modsatte substrat, som kan være lavet af ethvert materiale.

Vores universitetsvenner lavede en jævnstrømsforsyning til denne magnetron med en effekt på ca. 500 W.

Vi byggede også et gasinjektionssystem til argonplasagassen.

For at imødekomme de genstande, der sprøjtes med film, har vi bygget følgende enhed. Der er teknologiske huller i kammerlåget, som du kan installere i forskellige enheder: forseglede kraftkirtler, bevægelsesforseglede kirtler, gennemsigtige vinduer, sensorer osv. I et af disse huller installerede vi en forseglet indføring til en roterende aksel. Uden for kameraet bragte vi rotationen fra en lille elmotor til denne aksel. Ved at indstille tromlens rotationshastighed i størrelsesordenen 2-5 hertz opnåede vi god ensartethed af filmaflejring omkring tromleomkredsen.

Nedenfor, dvs. inde i kammeret fastgjorde vi en letmetalkurv til skaftet, hvorpå genstande kan hænges. I en papirhandel sælges en sådan standard tromle som en affaldskurv og koster ca. 100 rubler.

Vi havde nu næsten alt, hvad vi havde brug for til at sprøjte film. Vi brugte følgende metaller som mål: kobber, titanium, rustfrit stål, aluminium, kobber-kromlegering.

Og de begyndte at samle støv. Gennem gennemsigtige vinduer ind i kammeret kunne man observere plasmaglødningen på magnetronmålet. Så vi kontrollerede "med øjet" øjeblikket med plasmatænding og intensiteten af ​​sprøjtningen.

Metoden til kontrol af sprøjtetykkelsen blev opfundet ret enkel. Det samme stykke folie med det målte overfladeareal blev anbragt på tromlen, og dens vægt blev målt før og efter sprøjtningssessionen. Ved at kende densiteten af ​​det sprøjtede metal, blev tykkelsen af ​​den påførte belægning let beregnet. Belægningstykkelsen blev kontrolleret enten ved at ændre aflejringstiden eller ved at justere spændingen ved magnetronstrømforsyningen. Dette billede viser en præcisionsbalance, der giver dig mulighed for at måle massen af ​​prøver med en nøjagtighed på ti tusindedele af et gram.

Vi anvendte på forskellige materialer: træ, metaller, folie, plast, papir, plastfilm, tekstiler, kort sagt, på alt, hvad der kunne placeres i kammeret og fastgøres til tromlen. Dybest set fokuserede vi på at opnå dekorative effekter - ændre farve eller taktil opfattelse af overfladen. På disse prøver af organisk og uorganisk oprindelse kan du se forskellen i farve før og efter påføring af forskellige metalfilm.

Forskellen i farve før og efter sprøjtning er endnu mere udtalt på stoffer og film. Her sprøjtes ikke det rigtige stykke almindelig plastfilm på, men den venstre er dækket med et lag kobber.

En anden effekt, der kan bruges til forskellige behov, er ledningsevnen af ​​tynde film på substrater. Dette foto viser modstanden af ​​et stykke papir (i ohm) belagt med en titaniumfilm lidt over en mikron tyk.

Vi har valgt flere retninger til videreudvikling. En af dem er at forbedre effektiviteten af ​​filmaflejring med magnetroner. Vi vil "svinge" ved vores egen udvikling og fremstilling af en mere kraftfuld magnetron med en højde på et kammer og en styrke 2 gange mere end vist i dette essay. Vi ønsker også at teste teknologien til reaktiv sprøjtning, når der sammen med den plasmadannende gasargon, ilt eller nitrogen tilføres kammeret, for eksempel og under aflejring af film på overfladen af ​​substratet, ikke rent metal der dannes film, men oxider eller nitrider, som har et andet spektrum af egenskaber end rene.

Mari State Technical University

Institut for Design og Produktion af Radioudstyr

Vakuumsprøjtning

BEGRUNDELSE

til kurset arbejde på disciplinen

Grundlæggende om fast tilstandsfysik og mikroelektronik

Udviklet af: studentergruppe EVS-31

Kolesnikov

Hørt: lektor

Igumnov V.N.

Yoshkar-Ola 2003

Introduktion

1. termisk vakuumsprøjtning

1.1 Resistiv forstøvning

1.2 Induktionsforstøvning

1.3 Elektronstrålesprøjtning

1.4 Lasersprøjtning

1.5 Elektrisk lysbuesprøjtning

2. Forstøvning ved ionbombardement

2.1 Katodisk forstøvning

2.2 Magnetronforstøvning

2.3 Højfrekvent forstøvning.

2.4 Plasmaforstøvning i en ikke-selvforsynende gasudledning

3. Teknologi til tynde film på orienterende underlag

3.1 Mekanismer for epitaksial vækst af tynde film

3.2 Molekylær stråleepitaksi

Konklusion

Litteratur

INTRODUKTION

Vakuumtynde film anvendes i vid udstrækning til fremstilling af diskrete halvlederindretninger og integrerede kredsløb (IC'er).

At opnå tynde filmlag af høj kvalitet, der kan reproduceres med hensyn til elektrofysiske parametre, er et af de vigtigste teknologiske processer dannelse af strukturer af både diskrete dioder og transistorer og aktive og passive IC-elementer.

Således pålidelighed og kvalitet af mikroelektroniske produkter, det tekniske niveau og økonomiske indikatorer deres produktion.

Tyndfilmsteknologi er baseret på komplekse fysiske og kemiske processer og brugen af ​​forskellige metaller og dielektrikum. Så tyndfilmsmodstande, elektroder fra kondensatorer og sammenkoblinger udføres ved aflejring af metalfilm og mellemlagsisolering og beskyttende belægning- dielektrisk.

Et vigtigt trin er at kontrollere parametrene for tynde film (hastigheden af ​​deres anvendelse, tykkelse og ensartethed, overflademodstand), som udføres ved hjælp af specielle enheder, både når man udfører individuelle teknologiske operationer og i slutningen af ​​hele processen.

Metoderne til ion-plasma og magnetronforstøvning finder bred anvendelse inden for moderne mikroelektronik. Høje aflejringshastigheder og energien af ​​atomer, der rammer substratet under aflejring, gør det muligt at anvende disse fremgangsmåder til at opnå film med forskellige sammensætninger og strukturer og især til lavtemperatur-epitaksi.

I øjeblikket er der stor interesse for forskning inden for dette område.

Formålet med dette kursusarbejde er at overveje de grundlæggende metoder til sprøjtning og sprøjtning i vakuum, fysiske og kemiske processer samt beskrivelse og drift af de installationer, der anvendes i disse metoder.

Processen med at påføre tynde film i vakuum består i at skabe (generere) en strøm af partikler rettet mod substratet, der behandles, og deres efterfølgende koncentration med dannelsen af ​​tynde filmlag på overfladen, der skal coates.

For at ændre overfladeegenskaber solid brug forskellige tilstande ionisk behandling. Processen med interaktion mellem en ionstråle og en overflade reduceres til forløbet af indbyrdes forbundne fysiske processer: kondens, forstøvning og penetration. Udbredelsen af ​​en eller anden fysisk effekt bestemmes hovedsageligt af energien E1 af de bombarderende ioner. Ved E1 = 10-100 eV har kondens forrang over forstøvning, derfor finder aflejring af belægningen sted. Når ionenergien stiger til 104 eV, begynder forstøvningsprocessen at dominere med samtidig introduktion af ioner i metallet. En yderligere stigning i energien fra bombarderende ioner (E1> 104 eV) fører til et fald i forstøvningskoefficienten og etablering af en metode til ionimplantation (iondoping).

Den teknologiske proces med påføring af tyndfilmbelægninger i vakuum inkluderer 3 hovedfaser:

Dannelse af en strøm af partikler af det deponerede stof;

Overførsel af partikler i et sjældent rum fra kilden til underlaget;

Afsætning af partikler, når de når substratet.

Der er 2 metoder til påføring af vakuumbelægninger, som adskiller sig i mekanismen til generering af strømmen af ​​aflejrede partikler: termisk sprøjtning og forstøvning af materialer ved ionbombardement. De fordampede og forstøvede partikler overføres til substratet gennem et vakuummedium (eller en atmosfære af reaktive gasser, hvorved de indgår i plasmakemiske reaktioner). For at øge graden af ​​ionisering af strømmen af ​​det deponerede stof kan der indføres særlige kilder til ladede partikler (for eksempel en varm katode) eller elektromagnetisk stråling i vakuumkammeret. Yderligere acceleration af ioners bevægelse til den behandlede overflade kan opnås ved at påføre den en negativ spænding.

De generelle krav til hver af disse metoder er reproducerbarheden af ​​de opnåede filmes egenskaber og parametre og tilvejebringelse af pålidelig vedhæftning (vedhæftning) af film til substrater og andre film.

For forståelse fysiske fænomener forekommer under aflejring af tynde film i vakuum, er det nødvendigt at vide, at processen med filmvækst på et substrat består af to trin: indledende og endelig. Lad os overveje, hvordan de deponerede partikler interagerer i et vakuumrum og på et substrat.

De partikler af stof, der forlod kildens overflade, bevæger sig gennem vakuum (sjældent) rum med høje hastigheder (i størrelsesordenen hundreder og endda tusinder af meter pr. Sekund) til underlaget og når overfladen og giver det en del af deres energi ved kollision. Jo højere substrattemperaturen er, desto lavere er fraktionen af ​​den overførte energi.

Mens en bestemt overskydning af energi bevares, er en partikel af stof i stand til at bevæge sig (migrere) over overfladen af ​​substratet. Ved vandring over overfladen mister partiklen gradvist sin overskydende energi og har tendens til termisk ligevægt med substratet, og følgende kan ske. Hvis partiklen under bevægelse mister sit overskud, dens energi, er den fastgjort på underlaget (kondenserer). Efter at have mødt en anden migrerende partikel (eller en gruppe partikler) på vej, vil den indgå i en stærk binding (metallisk) med den, hvilket skaber en adsorberet dublet. Med en tilstrækkelig stor sammenlægning mister sådanne partikler fuldstændigt deres evne til at migrere og er fikseret på substratet og bliver et krystallisationscenter.

Krystallitter vokser omkring individuelle krystallisationscentre, som efterfølgende vokser sammen og danner en kontinuerlig film. Krystallitvækst opstår både på grund af partikler, der migrerer over overfladen, og som et resultat af direkte aflejring af partikler på krystallitoverfladen. Dannelsen af ​​dubletter i vakuumrummet er også mulig, når to partikler kolliderer, som i sidste ende adsorberes på underlaget.

Dannelsen af ​​en kontinuerlig film slutter Første fase behandle. Da kvaliteten af ​​substratoverfladen fra dette øjeblik ophører med at påvirke egenskaberne af den påførte film, er det indledende trin af afgørende betydning i deres dannelse. I sidste fase vokser filmen til den krævede tykkelse.

Med uændrede andre forhold øger en stigning i substrattemperaturen energien, dvs. mobiliteten af ​​adsorberede molekyler, hvilket øger sandsynligheden for møde af migrerende molekyler og fører til dannelsen af ​​en film med en grovkrystallinsk struktur. Derudover øges sandsynligheden for dannelse af dubletter og endda polyatomiske grupper med en stigning i tætheden af ​​den indfaldende stråle. Samtidig fremmer en stigning i antallet af krystallisationscentre dannelsen af ​​en film med en finkrystallinsk struktur.

Den sparsomme tilstand af gassen, dvs. den tilstand, hvor gastrykket i et lukket lukket volumen er under atmosfærisk kaldes vakuum.

Vakuumteknologi tager vigtigt sted i produktionen af ​​IC filmstrukturer. For at skabe et vakuum i arbejdskammeret skal gasser evakueres fra det. Et ideelt vakuum kan ikke opnås og i evakuerede arbejdskamre teknologiske installationer der er altid en vis mængde restgasser, der bestemmer trykket i det evakuerede kammer (dybde eller grad af vakuum).

Essensen af ​​denne aflejringsproces af tynde film består i opvarmning af et stof i vakuum til en temperatur, hvor den kinetiske energi af atomer og molekyler af stoffet, der stiger med opvarmning, bliver tilstrækkelig til at løsne dem fra overfladen og udbredelse i omgivende rum. Dette sker ved en temperatur, hvor trykket fra substansens indre damp overstiger trykket fra de resterende gasser med flere størrelsesordener. I dette tilfælde forplantes atomstrømmen i en lige linje og ved kollision med overfladen kondenseres de fordampede atomer, og molekylerne kondenseres på den.

Fordampningsprocessen udføres af den sædvanlige ordning: fast fase - flydende fase - gasformig tilstand. Nogle stoffer (magnesium, cadmium, zink osv.) Overgår i gasform og omgår væskefasen. Denne proces kaldes sublimering.

Hovedelementerne i vakuumaflejringsenheden, hvis forenklede diagram er vist i fig. 1, er: 1 - vakuumhætte af rustfrit stål; 2 - spjæld 3 - rørledning til opvarmning eller afkøling af klokken; 4 - nålelækage til fodring atmosfærisk luft ind i kameraet; 5 - substratvarmer; 6 - en substratholder med et substrat, hvorpå stencilen kan placeres; 7 - en tætningspakning lavet af vakuumgummi; 8 - en fordamper med et stof og en varmelegeme (resistiv eller elektronstråle) placeret i den.