يستخدم نظام PVD لتبخر القوس الكاثودي الصناعي أقواسًا كهربائية ذات جهد كهربائي منخفض-التيار العالي-لتبخير أهداف الكاثود الصلبة في بيئة مفرغة. تحقق هذه الآلية معدل تأين للمعدن يتجاوز 80%، مما يضمن قوة ربط كيميائية عالية والتصاق الركيزة مقارنة بالتبخر الحراري أو رش المغنطرون القياسي.
تم تصميم النظام من أجل الإنتاج-المتواصل متعدد النوبات، وهو يدمج غرفة مفرغة من الفولاذ المقاوم للصدأ-ثقيلة الحجم، ومجموعات توجيه الكاثود المعيارية، وبنية التحكم الآلي في العمليات-المعتمدة على PLC.
المواصفات الفنية
|
المعلمة التقنية |
نطاق المواصفات / القيمة |
|
أبعاد الغرفة |
التكوينات المخصصة: فاي 800 مم × 1000 مم إلى فاي 2000 مم × 2200 مم |
|
مادة الغرفة |
-جدار مزدوج من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304 أو SUS316L، سترة مبردة بالماء- |
|
ضغط الفراغ النهائي |
<= 5.0 x 10^-4 Pa (after bakeout and outgassing) |
|
إعداد نظام الضخ |
مضخة تخشين دوارة دوارة + منفاخ جذور + مضخة توربو - جزيئية / انتشارية |
|
قوس إمدادات الطاقة |
تيار قوس التيار المستمر القابل للتعديل: 0 - 200 A لكل قناة؛ جهد الاشتعال: 380 فولت |
|
الركيزة التحيز السلطة |
انحياز التيار المستمر النبضي: 0 - -1000 فولت، التردد 10 - 100 كيلو هرتز |
|
مصادر الكاثود |
4 - 12 منابع الحبس المغناطيسي-الأقواس الدائرية أو المستطيلة |
|
دوران الركيزة |
دوران كوكبي أو ثنائي المحور- يتم تشغيله عن طريق تغذية السائل المغناطيسي بعزم دوران عالي |
|
درجة حرارة التشغيل |
درجة حرارة محيطة تصل إلى 600 درجة مئوية باستخدام سخانات إشعاعية يتم التحكم فيها بواسطة PID-. |
|
نظام التحكم |
Siemens S7-1500 PLC + كمبيوتر صناعي يعمل ببرنامج SCADA |
الميزات الرئيسية
كفاءة التأين العالية:يؤدي التبخير بالكاثود المباشر إلى إنتاج بلازما معدنية متأينة بالكامل لنمو الأغشية الرقيقة الكثيفة والعيوب -المتحكم فيها- عند درجات حرارة معتدلة.
خيار القوس المغناطيسي المصفى:تعمل ملفات التوجيه الكهرومغناطيسية المدمجة على تقليل قذف الجسيمات الكبيرة (القطيرات) لتوفير تشطيبات طلاء ناعمة من أجل أدوات دقيقة.
الترسيب متعدد الطبقات/التدرج-يتيح التشغيل المتزامن متعدد الكاثود- تركيب طبقات انتقالية متدرجة (على سبيل المثال، Ti/TiN/TiAlN) دون كسر الفراغ.
مغلق-التحكم في عملية الحلقة:تعمل حلقات التغذية المرتدة في الوقت الفعلي على تنظيم تدفق الغاز التفاعلي (النيتروجين والأسيتيلين والأكسجين) عبر -وحدات التحكم في التدفق الكتلي (MFCs) عالية الدقة للحفاظ على الضغوط الجزئية المستهدفة.
تكوين نظام الفراغ
ضخ المكدس:تستخدم عملية التخشين الأولية مضخات دوارة ذات مرحلتين-مدعومة بمنافيخ Roots. يعتمد تحقيق الفراغ العالي-على مضخات الانتشار ذات الإنتاجية العالية-أو المضخات الجزيئية التوربينية.
الصمامات والأنابيب:تعمل صمامات الزاوية الهوائية وصمامات البوابة الكهربائية الهوائية على عزل مناطق الغرفة تلقائيًا. تستخدم المشعبات أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات حواف ISO/KF وCF مع أختام نحاسية مطلية بالفضة- أو حلقات Viton O-.
كشف التسرب:تعمل منافذ اختبار مطياف كتلة الهيليوم المدمجة على تمكين التشخيص حتى 10^-10 باسكال*م^3/ثانية.
مواد التبخر وتوافق الركيزة
مواد الكاثود المتوافقة
المعادن النقية:سبائك Ti، Cr، Al، Zr، Cu، Mo، W، Ag، TiAl (على سبيل المثال، 50/50 أو 33/67 النسب الذرية).
الأهداف المركبة:TiC، CrC، WC.
توافق الركيزة
أداة الفولاذ:فولاذ عالي السرعة (M2، H13) وكربيدات أسمنتية (مدخلات WC-Co).
السبائك الهيكلية:الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك التيتانيوم (TC4)، والسبائك الفائقة القائمة على النيكل-.
السيراميك الهندسي:نيتريد السيليكون والألومينا مع معالجة مسبقة موصلة.
التطبيقات ومقاييس الأداء التي تم التحقق منها
أدوات القطع والتشكيل:TiN, TiAlN, and AlTiN coatings on carbide drills and milling cutters. Achieves surface hardness >= 3000 الجهد العالي ويطيل عمر تآكل الأداة بنسبة 200% - 400%.
مكونات السيارات:طبقات مقاومة للتآكل على حلقات المكبس، والغمازات، وإبر حاقن الوقود. يخفض معامل الاحتكاك إلى 0.15 - 0.25 ضد الفولاذ.
يزرع الطبية: Biocompatible TiN and ZrN layers applied to orthopedic joints and dental abutments, verified via scratch adhesion testing (Critical Load Lc >= 70 N).
قوالب ويموت:طلاءات CrN أو DLC على قوالب حقن البلاستيك وقوالب الختم للتخلص من تآكل المواد اللاصقة وتسهيل تحرير قطع العمل.
خيارات التخصيص
هندسة الغرفة:الحفرة العمودية-نوع التحميل أو التحميل الأفقي الأمامي-تكوينات التحميل.
تخطيط المصدر:تم تصميم موضع الكاثود خصيصًا لهندسة قطع العمل ثلاثية الأبعاد (على سبيل المثال، قوالب البثق الطويلة أو شفرات التوربينات).
ترقيات مولد التحيز:تكامل -الوحدات الهجينة ذات النبضات المغنطرونية العالية القدرة (HIPIMS).
التكامل الآلي:واجهات التحميل الآلية وقضبان نقل التركيبات الآلية لبيئات غرف الأبحاث.
مراقبة الجودة واختبار المصنع
قبل اختبار قبول المصنع (FAT)، تخضع الأنظمة لما يلي:
اختبار تسرب الفراغ:التحقق من مطياف كتلة الهيليوم على جميع اللحامات والأختام.
التحقق من السلامة الكهربائية:مقاومة العزل، واستمرارية الأرض، والتحقق من منطق التعشيق المطابق لمعايير CE/UL.
النسخ الوظيفي-في:اختبار التشغيل الجاف المستمر لمدة 72-ساعة لمحركات الدوران، ومفاتيح التدفق، واتصالات PLC.
تشغيل اختبار الطلاء:تم التحقق من ترسب العينة عن طريق قياس سماكة طبقة الفوهة الكروية واختبار المسافة البادئة لـ Rockwell.
التثبيت والدعم الفني
إعداد الموقع:Comprehensive utility layout documentation covering cooling water flow (>15 م^3/ساعة، 20 - 25 درجة مئوية)، الهواء المضغوط، والتهوية، والقطرات الكهربائية (380 فولت/480 فولت، ثلاثي الطور، 50/60 هرتز).
التكليف:التثبيت في الموقع- والمعايرة الفراغية وتحسين الوصفة بواسطة كبار مهندسي العمليات.
تدريب المشغلين:التدريب العملي-على التعليمات التي تغطي الصيانة الروتينية واستبدال الهدف وتشغيل SCADA.
بعد-دعم المبيعات:الوصول للتشخيص عن بعد عبر VPN صناعي آمن؛ استجابة فنية مضمونة في غضون 24 ساعة.
الأسئلة المتداولة
س: ما هي المدة الزمنية النموذجية لاستبدال هدف الكاثود؟
ج: تسمح فلنجات التثبيت الميكانيكية سريعة التحرير للمشغل باستبدال الأهداف المستهلكة خلال 30 - 45 دقيقة لكل مصدر دون تفكيك درع الحجرة الداخلية.
س: هل يمكن لنظام التحكم تخزين ملفات تعريف الوصفات المتعددة؟
ج: نعم. يقوم جهاز PLC الصناعي من شركة Siemens بتخزين ما يصل إلى 100 وصفة متميزة، وتتبع انحياز التنظيف، ومدة التسخين، وسلالم الغاز التفاعلية، ومستويات تيار القوس، وتوقيت الترسيب.
س: ما هي البنية الأساسية للمرافق التي يجب توفيرها في-الموقع؟
ج: تتطلب المنشآت -نظام مياه مبردة مغلق، وهواء مضغوط (0.6 - 0.8 ميجا باسكال) للصمامات الهوائية، وتغذية طاقة صناعية مستقرة ثلاثية الطور تتوافق مع إجمالي الحمل المتصل، وخطوط استخراج العادم المحلية.
الوسم : معدات pvd التبخر القوسي، الصين مصنعي معدات التبخر pvd القوسية، الموردين، المصنع, معدات أفلام رقيقة لتطبيقات تصنيع الضوئية

