Установки вакуумного напыления (УВН) – агрегаты, предназначенные для переноса измельченных частиц вещества на обрабатываемую поверхность изделий в условиях создания безвоздушной вакуумной среды. Напыление осуществляется путем конвективного перемещения частиц, которое предусматривает параметры рабочего давления на уровне 1 Па. Область применения УВН включает производство полупроводниковых микросхем, пьезотехнических изделий, предметов оптического назначения и устройств из пластмассы, а также индустрию автомобилестроения при тонировке стекол.
Содержание:
- Установка вакуумного напыления – конструкция
- Вакуумные напылительные установки – принцип работы
- Методы вакуумного напыления
Установка вакуумного напыления – конструкция
Установка вакуумного напыления – конструкция
Установка вакуумного напыления (УВН) - готовый к эксплуатации технологический агрегат, который обеспечивает нанесение частиц покрытия либо пленок на обрабатываемую поверхность материала в условиях вакуума. Устройства характеризуются конструкционной сложностью, так как эффективность процедуры напыления зависит от взаимодействия температурных показателей, параметров рабочего давления и свойств обрабатываемой поверхности. Составными элементами оборудования выступают:
- Рабочая камера;
- Источники с материалами, которые наносятся на поверхность обрабатываемого изделия;
- Вакуумные насосы и система распределения газа;
- Система автоматики и подачи электроэнергии;
- Транспортировочные механизмы;
- Технологические приборы и устройства вспомогательного значения.
Основным функциональным узлом агрегата вакуумного напыления выступает вместительная рабочая камера, в которой осуществляется обработка материалов. Формирование вакуумной среды производится за счет работы откачных насосов и газораспределительного оборудования. Процесс вакуумного напыления осуществляется с использованием углеводородной среды, поэтому для создания рабочих условий применяются насосы высокого и сверхвысокого вакуума, а также агрегаты форвакуумного типа. В состав установок входят криогенные, турбомолекулярные и спиральные откачные устройства, а также насосы типа Рутс. Для контроля глубины формируемого вакуума применяются мембранно-емкостные датчики, которые обеспечивают фиксацию рабочих показателей, независимо от типа газовой среды.
Рабочая камера оборудование может располагаться вертикально либо горизонтально. Модели вертикального типа оптимально подходят для производственных помещений с дефицитом свободной площади и характеризуются легкостью организации технического обслуживания благодаря свободному доступу к основным рабочим узла. Ускорение операций по загрузке и выгрузке материалов обеспечивается при наличии двойных дверей.
Вакуумные напылительные установки – принцип работы
Вакуумные напылительные установки – принцип работы
Технология напыления с помощью вакуума предусматривает нанесение частиц металлов, сплавов, сложных стеклянных составов, химических соединений веществ (карбидов, оксидов, силицидов) и керметов. Процесс обеспечивает формирование потока частиц, который переносится по заданному вектору на поверхность материала с последующей конденсацией. Принцип работы установок вакуумного напыления включает следующие стадии рабочего процесса:
- Загрузка изделий в рабочую камеру;
- Перевод напыляемого вещества из конденсированной формы в газовую;
- Направленное перемещение газового облака частиц на обрабатываемую поверхность;
- Конденсация вещества на поверхности образца;
- Формирование пленочного покрытия и застывание нанесенного состава;
- Выемка изделий.
Перевод вещества из конденсированной формы в газовую осуществляется путем ионного распыления либо вакуумного испарения. Эффективность нанесения покрытий в вакуумной среде зависит от следующих факторов:
- Температурных показателей;
- Энергии, выделяемой частичками распыляемого вещества;
- Возможности продуктивного взаимодействия основания обрабатываемого материала и наносимого слоя.
В процессе вакуумного напыления важным критерием является параметр критической температуры, при котором напыление не осуществляется. Данный показатель является индивидуальным для материалов различного типа. В зависимости от функциональных особенностей установок напыление может осуществляться в непрерывном, полунепрерывном и периодическом режиме.
Методы вакуумного напыления
Методы вакуумного напыления
Технологический процесс вакуумного напыления применяется для повышения качественных и эксплуатационных характеристик обрабатываемого материала за счет формирования дополнительного защитного слоя, который позволяет минимизировать неблагоприятное влияние температурных перепадов, повышенной влажности и прочих воздействий окружающей атмосферной среды. Основными методами вакуумного напыления выступают:
- Вакуумно-плазменное;
- Ионно-вакуумное;
- Напыление алюминия;
- Напыление металлов.
Напыление вакуумно-плазменного типа используется для обработки изделий из стекла, а также создания стойких покрытий сверлящих и режущих инструментов. Процедура ионно-вакуумного нанесения относится к числу экологически безопасных процессов обработки, характеризуется повышенной однородностью и прочностью покрытий, что позволяет эксплуатировать полученные детали в условиях влияния жесткого климата. Напыление алюминия является универсальным способом металлизации поверхностей и широко востребовано при декоративном оформлении изделий.
Технология вакуумного напыления металлов обеспечивает улучшение проводимости и изоляционных свойств материалов, а также повышает эксплуатационную стойкость изделий и препятствует развитию коррозийных процессов. За счет регулировки температурных показателей достигается различная цветовая гамма покрытий, применение напыления из титана и серебра обеспечивает, которые широко востребованы в медицине, антибактериальные свойства и стерильность используемого инструмента.