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真空镀膜系统公司择优推荐「在线咨询」
2020-08-31






真空镀膜机

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。

需要镀膜的被称为基片,镀的材料被称为靶材。 基片与靶材同在真空腔中。蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。并且沉降在基片表面,通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。冷凝泵的工作原理:主要是低温表面对气体的冷凝作用、冷捕作用及物理低温吸附作用。 对于溅射类镀膜,可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材,并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来,并且终沉积在基片表面,经历成膜过程,终形成薄膜。

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油扩散泵在真空镀膜机中的作用


油扩散泵:机械泵的极限真空只有10-2帕,当达到10-1帕的时候,实际抽速只有理论的1/10,如果要获得高真空的话,必须采用油扩散泵。

油扩散泵的应用压强范围是10-1帕-10-7帕,它是利用气体的扩散现象来排气的,它具有结构简单,操作方便,抽速大等特点。油扩散泵主要由泵壳、喷嘴、导流管和加热器组成,里面主要添加扩散泵油(日本的型号是D-704#),根据喷嘴的多少可以分为单级泵和多级泵。只要你把日常维护和定期维护做好了,在延长设备寿命的同时,生产过程中出现故障的几率也大大降低。

扩散泵底部内储存有扩散泵油,上部为进气口,右侧旁下部为出气口,在工作时出气口由机械泵提供前置压强,机械泵充当前置泵。

当扩散泵的油被电炉加热时,产生的油蒸汽提供前置压强,机械泵充当前置泵。当扩散泵油被电炉加热时,产生的油蒸汽沿着导流管经伞形喷嘴向下喷出。因喷嘴外面有机械泵提供的1-10-1帕的真空,故油蒸汽可喷出一段距离,构成一个向出气口方向运动的射流。在光学仪器中人们熟悉的光学仪器有望远镜、显微镜、照相机、测距仪,以及日常生活用品中的镜子、眼镜、放大镜等,它们都离不开镀膜技术,镀制的薄膜有反射膜、增透膜和吸收膜等几种。射流后碰上由冷却水冷却的泵壁,凝结为液体,流回蒸发器,即靠油的蒸发——喷射——凝结,重复循环来实现抽气的。

由进气口进入泵内的气体分子,一旦落入蒸汽流中,便获得向下运动的动量,向下飞去,由于射流具有高的流速(约200米/秒),高的蒸汽密度,且扩散泵油具有高的分子量(300-500)故能有效的带走气体分子,因此在射流的界面内,气体分子不可能长期滞留,且在射流界面的两边,被抽气体有很大的浓度差,正是因为这个浓度差被抽气体能不断的越过界面,扩散进入射流中,被带往出口处,在出口处再由机械泵抽走。其相关组成及各部件:机械泵、增压泵、油扩散泵、冷凝泵、真空测量系统。

扩散泵的油蒸汽压是决定泵的极限真空的重要因素,因此尽量选用饱和蒸汽压低的泵油,其化学特性要好。

由于油扩散泵是无法杜绝有返油的几率,那么没有办法保证精密产品的100%纯净,特别是半导体行业,所以就有“高真空冷凝泵+低真空机械泵”所组成的无油真空系统,冷凝泵组成的排气系统不仅排气效率极高,而且有效保证真空腔的清洁,保证产品的质量(避免产品被污染、增强膜层与基板之间的附着力),但是其维护成本非常的高,造价昂贵,所以普及率没有油扩散泵广泛。了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。

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真空镀膜机的详细结构

高真空镀膜机,镀膜机是目前制作真空条件应用为广泛的设备。其相关组成及各部件:机械泵、增压泵、油扩散泵、冷凝泵、真空测量系统.

一、真空主体——真空腔

根据加工产品要求的各异,真空腔的大小也不一样,目前应用的有直径1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等,腔体由不锈钢材料制作,要求不生锈、坚实等,真空腔各部分有连接阀,用来连接各抽气泵浦。

二、辅助抽气系统

此排气系统采用“扩散泵+机械泵+罗茨泵+低温冷阱+polycold”组成

排气流程为:机械泵先将真空腔抽至小于2.0*10-2PA左右的低真空状态,为扩散泵后继抽真空提供前提,之后当扩散泵抽真空腔的时候,机械泵又配合油扩散泵组成串联,以这样的方式完成抽气动作。

排气系统为镀膜机真空系统的重要部分,主要有由机械泵、增压泵(主要介绍罗茨泵)、油扩散泵三大部分组成。

机械泵:也叫前级泵,机械泵是应用广泛的一种低真空泵,它是用油来保持密封效果并依靠机械的方法不断的改变泵内吸气空腔的体积,使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空。

机械泵有很多种,常用的有滑阀式(此主要应用于大型设备)、活塞往复式、定片式和旋片式(此目前应用广泛,本文主要介绍)四种类型。

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真空镀膜机的真空室设计方法

真空镀膜技术是在真空条件下采用物理或者化学方法,使物体表面获取所需膜体,真空镀膜技术根据其采用方法的不同科分成蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积以及分子束外延等,这次分析的镀膜设备采用的是磁控溅射镀膜。

真空室是真空设备的一个主要组成部位,真空镀膜设备真空室设计主要考虑的就是密封性和可靠性,结构必须要合理,真空设备的材料生产都是在真空室内进行的,材料对真空度的影响要小,设计不能马虎,要注意一些问题。

使用磁控溅射的真空镀膜机一般采用的是圆筒主体结构,结构上要保证快速抽空,因气袋会缓慢的放气,因此要避免出现隔离孔穴,真空系统上端会加装磁控溅射枪,为了使真空室和元件有足够的强度,保证在外部和内部的作用力下不产生形状的变化,厚度需要足够。

焊接是真空室制造中的一道关键工序,保证焊接之后的真空室不会产生漏气现象,须合理设计焊接结构,提高焊接质量,处在超高真空的内壁粗糙度要抛光使室外室内表面很光洁,须特别注意的是需做好防止生锈的措施。

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