Gangguan Umum Mesin Lapisan Vakum dan Strategi Pemeliharaan

Teknologi lapisan vakum, sebagai teknologi inti dalam bidang manufaktur presisi, banyak diterapkan di bidang elektronik, optik, otomotif, kedirgantaraan dan industri lainnya.non-logam dan bahan lain ke permukaan substrat dalam lingkungan vakum, membentuk film dengan ketahanan terhadap keausan, pencegahan korosi dan sifat optik.dengan struktur yang kompleks dan persyaratan presisi tinggiMereka mencakup beberapa modul inti seperti sistem vakum, sistem pelapis, sistem kontrol listrik dan sistem bantu.dipengaruhi oleh faktor seperti lingkungan, operasi dan keausan, peralatan rentan terhadap berbagai kegagalan yang tidak hanya mempengaruhi kualitas pelapis dan efisiensi produksi tetapi juga dapat mempersingkat umur peralatan. in-depth analysis of the common faults of vacuum coating machines and the formulation of scientific and standardized maintenance strategies are of great significance for ensuring stable production and reducing operation and maintenance costs.

Artikel ini, berdasarkan prinsip kerja dan skenario aplikasi praktis dari mesin lapisan vakum, secara sistematis menganalisis manifestasi, penyebab dan solusi dari berbagai kesalahan umum,dan meringkas poin pemeliharaan yang komprehensifHal ini memberikan referensi untuk operator yang relevan dan personel pemeliharaan, membantu meningkatkan stabilitas operasi peralatan dan efisiensi produksi.

Logika kerja inti dari mesin lapisan vakum adalah untuk mengurangi tekanan di dalam ruang vakum tertutup ke tingkat vakum yang diperlukan melalui kelompok pompa vakum.menggunakan metode seperti penguapan, sputtering, dan plating ion, bahan pelapis diubah menjadi keadaan gas atau plasma, yang memungkinkan untuk disimpan secara seragam di permukaan substrat dan membentuk film padat.Operasi normal peralatan bergantung pada kinerja penyegelan sistem vakum, stabilitas sistem pelapis, akurasi sistem kontrol listrik, dan koordinasi sistem bantu.Setiap kelainan pada setiap modul akan menyebabkan kegagalan peralatan atau kualitas lapisan yang kurang standar.

Kegagalan mesin lapisan vakum terutama terjadi di empat modul utama: sistem vakum, sistem pelapis, sistem kontrol listrik, dan sistem bantu.kesalahan sistem vakum dan sistem pelapis memiliki tingkat kejadian tertinggi dan secara langsung mempengaruhi efek prosesOleh karena itu, mereka perlu diberi perhatian khusus.

Sistem vakum adalah komponen inti dari mesin lapisan vakum. Fungsi utamanya adalah untuk menjaga lingkungan vakum tinggi di dalam ruangan,Memastikan deposisi material pelapis yang halus dan meminimalkan dampak dari kotoran udara pada kualitas lapisan filmKegagalan umum termasuk kegagalan mencapai tingkat vakum yang ditetapkan, penurunan tingkat vakum tiba-tiba, dan ketidakmampuan untuk memulai pompa vakum.

Ini adalah kesalahan yang paling umum dalam sistem vakum, yang dimanifestasikan sebagai pengukur vakum yang menunjukkan nilai yang konsisten lebih tinggi dari persyaratan proses setelah peralatan dimulai,tidak dapat mencapai keadaan vakum tinggi yang diperlukan untuk pelapisPenyebab utama termasuk:

• penuaan, retakan atau pemasangan cincin penyegelan yang tidak tepat, yang mengakibatkan penyatuan rongga yang buruk dan kebocoran udara;
• koneksi pipa yang longgar atau retakan kecil yang menyebabkan kebocoran vakum;
• lubang jarum, cacat las atau kontaminasi internal yang parah pada dinding ruang vakum yang mempengaruhi efisiensi ekstraksi vakum;
• kontaminasi, kadar minyak yang tidak cukup atau keausan komponen bodi pompa di pompa vakum, yang menyebabkan penurunan kapasitas pompa vakum;
• kontaminasi, kerusakan atau kalibrasi tabung pengukur yang tidak valid, yang mengakibatkan penyimpangan pembacaan.

Solusi:

• Pertama, periksa cincin penyegelan. Bersihkan cincin penyegelan secara teratur dan ganti setiap 6-12 bulan. Pastikan pas yang ketat dan tidak rusak selama pemasangan.
• Gunakan detektor kebocoran spektrometer massa helium untuk menemukan titik kebocoran, kencengkan pipa yang longgar, perbaiki retakan, lubang pin, dll, dan periksa kembali kebocoran setelah diperbaiki.
• Bersihkan bahan lapisan residu dan kotoran pada dinding dalam ruangan vakum secara teratur.
• Periksa tingkat minyak dan kualitas pompa vakum. Ganti minyak vakum setiap 200-500 jam kerja, menjaga tingkat minyak di atas garis skala.memperbaiki atau mengganti mereka tepat waktu.
• Bersihkan tabung pengukur vakum secara teratur, kalibrasi sekali setiap 12 bulan, ganti segera jika rusak.

Hal ini dimanifestasikan sebagai penurunan tajam dalam tingkat vakum selama operasi peralatan, yang gagal memenuhi persyaratan proses.Hal ini sering disertai dengan cacat seperti lubang pin dan bintik-bintik warna di lapisan pelapisPenyebab utama termasuk:

• kegagalan tubuh pompa, seperti pemanasan pompa difusi atau penyumbatan rotor pompa mekanis;
• kontaminasi yang parah di dalam ruang vakum, dengan pengapuran zat residu yang menyebabkan peningkatan gas;
• aliran air pendingin yang tidak cukup, menyebabkan tubuh pompa terlalu panas dan mempengaruhi efisiensi ekstraksi vakum;
• kerusakan pada gasket penyegelan di jalur air sumber penguapan dan area penyegelan elektroda tegangan tinggi, yang mengakibatkan kebocoran;
• kerusakan katup tinggi, pre-valve, dll, menyebabkan kegagalan penyegelan.

Solusi:

• Segera matikan semua sumber pemanas, mulai nitrogen untuk memecahkan vakum, dan tunggu sampai ruang dingin sebelum pemecahan masalah;
• Periksa kondisi operasi pompa vakum, bersihkan pompa difusi setiap tahun dan ganti minyak khusus.membongkar dan memperbaikinya tepat waktu;
• Bersihkan ruang vakum secara teratur. Setelah setiap 50 siklus pelapis, lakukan penggoresan ion argon pada ruang untuk menghilangkan kontaminan residual;
• Periksa sirkuit air pendingin untuk memastikan arus tidak kurang dari 5L/menit, membersihkan penyumbatan di pipa, dan memastikan operasi normal sistem pendingin;
• Ganti gasket penyegelan yang rusak, periksa dan pertahankan katup untuk memastikan penyegelan yang andal.

Hal ini dimanifestasikan sebagai tidak ada respons dari tubuh pompa setelah menekan tombol start, dan tidak dapat memasuki keadaan pompa vakum.

• kegagalan listrik, seperti tegangan yang tidak stabil, sirkuit pendek, atau peleburan sekring;
• kerusakan motor atau perlindungan overheating diaktifkan;
• kontaminasi minyak yang parah di dalam pompa atau kadar minyak yang tidak cukup, sehingga tubuh pompa terjebak;
• kerusakan pada relay dan kontaktor, dengan kontak yang terbakar atau terjebak.

Solusi:

• Pertama, periksa stabilitas kabel listrik dan tegangan. Pastikan fluktuasi tegangan berada dalam ± 5%.
• Jika motor terlalu panas, tunggu sampai tubuh pompa mendingin dan kemudian jalankan kembali.
• Periksa tingkat minyak dan kualitas pompa vakum. ganti minyak vakum yang terkontaminasi dan isi ulang ke tingkat standar.
• Periksa relay dan kontaktor. Perbaiki atau ganti komponen yang rusak untuk memastikan konduksi sirkuit yang normal.

Sistem pelapis bertanggung jawab untuk mengubah bahan pelapis menjadi keadaan gas atau plasma dan menempatkannya di permukaan substrat.Kegagalan-kegagalan ini terutama terwujud sebagai ketidakpatuhan terhadap standar kualitas lapisan pelapis, seperti lepasnya lapisan pelapis, ketebalan yang tidak merata, dan penurunan kualitas pelapis, yang secara langsung mempengaruhi tingkat kualifikasi produk.

Hal ini dimanifestasikan sebagai pemisahan lapisan film dari permukaan substrat dan pengelupasan dalam bercak besar, dengan adhesi yang sangat buruk.

• kontaminasi permukaan substrat, seperti adanya noda minyak, kelembaban, debu, dan kotoran lainnya;
• tidak memasak dan membersihkan substrat dengan cukup sebelum lapisan, sehingga lapisan oksida muncul di permukaan substrat;
• Tekanan yang berlebihan pada lapisan film, yang tidak sesuai dengan koefisien ekspansi termal substrat;
• penyimpangan dari sumber penguapan dan posisi target penyemprotan, yang menyebabkan deposisi lapisan film yang tidak merata;
• dan operasi yang tidak normal dari sumber ion, dengan pembersihan bombardment pra-lapisan yang tidak cukup.

Solusi:

• Memperkuat pra-pengolahan substrat, menggunakan pembersihan ultrasonik (air deionisasi + alkohol) dikombinasikan dengan pengeboman ion (bias - 800V hingga -1200V,Durasi 5-15 menit) untuk memastikan kebersihan permukaan substrat mencapai tingkat atom;
• Sebelum lapisan, panggang substrat sepenuhnya, memanaskan substrat logam hingga 150-200 °C untuk melepaskan tegangan internal, dan mengontrol substrat plastik di bawah 80 °C untuk mencegah deformasi;
• Mengoptimalkan parameter proses, menyesuaikan pencocokan antara bahan pelapis dan substrat untuk mengurangi ketegangan lapisan film;
• Sesuaikan posisi sumber penguapan dan target, pastikan keselarasan dengan pusat substrat, gunakan perlengkapan alat untuk mengikat substrat, hindari penyumbatan;
• Periksa status operasi sumber ion untuk memastikan bahwa pembersihan pra-bombardemen sebelum lapisan selesai.

Ini dimanifestasikan sebagai penyimpangan lebih dari ± 5% dalam ketebalan lapisan membran pada permukaan substrat yang sama atau pada permukaan substrat yang berbeda,yang tidak memenuhi persyaratan prosesPenyebab utama termasuk:

• penyimpangan sumber deposisi atau kecepatan rotasi crevice yang tidak stabil;
• substrat tidak terikat dengan kuat atau tersumbat, kerusakan mekanisme rotasi;
• gangguan dari medan magnet dan listrik yang menyebabkan defleksi sinar;
• kegagalan kalibrasi thickemeter (alat kontrol kristal), penyimpangan posisi probe atau kontaminasi;
• fluktuasi dalam parameter proses, seperti tingkat penguapan yang tidak stabil dan aliran gas yang tidak merata.

Solusi:

• Mengatur posisi sumber deposisi untuk menyelaraskan dengan pusat substrat, memeriksa kecepatan rotasi crevice, memperbaiki setiap kesalahan dalam mekanisme rotasi;
• Menggunakan perlengkapan alat untuk mengamankan substrat, menghindari penghalang, dan memastikan rotasi yang seragam dari substrat;
• Memeriksa parameter kumparan elektromagnetik, mengoptimalkan lintasan sinar, dan mengurangi gangguan elektromagnetik;
• Kalibrasi instrumen pengontrol kristal setiap triwulan dengan menggunakan lembaran ketebalan film standar, membersihkan permukaan probe, dan mengatur probe ke posisi optimal 5-10 cm dari substrat;
• Menstabilkan tegangan catu daya untuk memastikan laju penguapan yang stabil dan laju aliran gas, dan mengontrol kesalahan akurasi alat pengukur aliran gas dalam ± 1%.

Hal ini dimanifestasikan sebagai lubang pin, bintik-bintik warna, kabut dan cacat lainnya pada lapisan film, dan indikator kinerja seperti kilau, kekerasan, dan ketahanan aus tidak memenuhi standar.Penyebab utama termasuk::

• ruang vakum belum sepenuhnya dikosongkan, dan ada kotoran residual seperti uap air dan oksigen;
• kebocoran udara selama proses pelapisan menyebabkan kontaminasi gas;
• bahan film menyerap kelembaban atau mengandung kotoran, dan polutan dihasilkan selama penguapan dan penyemprotan;
• sistem filamen dan balok tidak normal, sehingga ionisasi bahan pelapis tidak cukup;
• sistem pemanas gagal, menyebabkan suhu substrat tidak mencapai nilai yang ditetapkan atau berfluktuasi secara berlebihan.

Solusi:

• Sebelum lapisan, ruang vakum dikosongkan ke tekanan ≤ 5*10−4 Pa dan dilakukan panggang untuk menghilangkan gas residu di ruang vakum;
• memeriksa semua antarmuka penyegelan, mengganti komponen penyegelan yang sudah tua untuk mencegah kebocoran udara;
• mencairkan bahan pelapis di ruang vakum sebelum digunakan untuk menghilangkan kelembaban dan kotoran, dan memilih bahan pelapis murni yang memenuhi syarat;
• periksa kondisi filamen, ganti filamen yang terbakar atau tua, pastikan posisi pemasangan terpusat, atur ulang pembatas sinar ke nol setelah peleburan sebelumnya, dan kemudian mulai;
• memeriksa elemen pemanas, pengontrol suhu dan termokopel, memperbaiki setiap sirkuit pendek atau masalah kontak yang buruk, menyesuaikan kembali parameter PID pengontrol suhu,menyesuaikan termokopel ke posisi tengah substrat, dan kalibrasi setiap tahun.

Sistem kontrol listrik adalah "otak" dari mesin lapisan vakum, bertanggung jawab untuk mengkoordinasikan operasi berbagai modul.Gagalannya terutama terwujud sebagai panel operasi tidak merespon, tampilan parameter yang tidak normal, dan program kehilangan kontrol, sehingga peralatan tidak dapat beroperasi secara normal.

Jika panel operasi tidak merespons atau tampilan parameter tidak normal, biasanya disebabkan oleh papan kontrol yang basah atau ditutupi debu, koneksi sensor yang longgar atau rusak,Solusi: Bersihkan kabinet kontrol dengan udara kompres kering untuk mencegah papan kontrol menjadi lembap dan berdebu; periksa saluran sensor,memperbaiki konektor longgar, dan mengganti sensor yang rusak; memulai kembali sistem atau menginstal ulang perangkat lunak kontrol untuk mengembalikan operasi program normal.Ketika program tidak terkendali dan parameter proses tidak dapat disesuaikan, biasanya disebabkan oleh kegagalan komputer industri PLC, gangguan komunikasi, atau kegagalan inverter. Solusi: Periksa status operasi PLC, troubleshoot jalur komunikasi,memperbaiki masalah gangguan komunikasi; periksa inverter, menyelidiki kelebihan beban, tegangan, kelebihan arus dan informasi alarm lainnya, dan perbaiki atau ganti komponen yang rusak.

Sistem bantu termasuk sistem pendinginan, sistem pasokan gas, dll. Meskipun mereka tidak berpartisipasi secara langsung dalam proses inti pelapis,Mereka sangat penting untuk operasi normal peralatan dan kualitas lapisan.Gangguan umum adalah sebagai berikut:

Hal ini dimanifestasikan sebagai overheating dari tubuh pompa, bahan target, dan komponen pemanas selama operasi peralatan, dan bahkan memicu perlindungan overheating dan menghentikan mesin.Penyebab utama termasuk::

• kadar air yang terlalu rendah dalam air pendingin, kualitas air yang buruk yang menyebabkan penurunan efisiensi pendingin;
• penyumbatan atau kelengkungan pipa pendingin, aliran air yang buruk;
• kegagalan pompa, penukar panas tersumbat;
• pembukaan katup yang salah atau penutupan yang tidak disengaja.

Solusi:

• Periksa tingkat air air pendingin secara teratur, isi ulang air pendingin, dan ganti air pendingin secara teratur untuk mencegah pertumbuhan ganggang dan pengelupasan;
• menghapus penyumbatan di pipa pendingin, meluruskan pipa melengkung untuk memastikan aliran air yang lancar;
• memeriksa status operasi pompa, memperbaiki atau mengganti pompa yang rusak, dan membersihkan penyumbatan di penukar panas;
• Periksa tingkat pembukaan katup untuk memastikan mereka terbuka sepenuhnya.

Hal ini dimanifestasikan sebagai aliran gas proses yang tidak stabil dan ketidakmampuan untuk memasok, yang mengakibatkan gangguan proses pelapis atau penyimpangan dalam komposisi lapisan film.

• kegagalan atau kerusakan kalibrasi pengontrol aliran massa (MFC);
• penyumbatan atau kebocoran jalur gas;
• kemurnian gas yang tidak cukup dan kerusakan katup pengurangan tekanan.

Solusi:

• Kalibrasi reguler aliran massa secara teratur, perbaikan atau penggantian komponen yang rusak;
• memeriksa jalur gas, menghilangkan penyumbatan, mengidentifikasi dan memperketat titik kebocoran;
• memilih gas proses dengan kemurnian yang memenuhi syarat, memeriksa katup pengurangan tekanan, dan memastikan tekanan stabil.

Pemeliharaan mesin lapisan vakum harus mengikuti prinsip "pencegahan pertama, kombinasi pencegahan dan pengobatan".pemeliharaan reguler dan pemeliharaan khusus, kerusakan potensial dapat terdeteksi tepat waktu, memperpanjang masa pakai peralatan dan memastikan produksi yang stabil.dengan fokus khusus pada komponen dan sistem inti yang rentan terhadap haus.

1. Pemeriksaan pra-pengoperasian:
   • Periksa apakah catu daya dan kabel peralatan normal, dan apakah ada kerusakan atau longgar;
   • Periksa tingkat minyak dan kualitas pompa vakum, memastikan bahwa tingkat minyak berada dalam skala standar dan minyaknya jernih tanpa keruh;
   • Periksa apakah cincin penyegelan utuh dan bersih, dan apakah ada penuaan atau kerusakan;
   • Periksa sistem pendingin untuk memastikan bahwa air pendingin cukup dan aliran air lancar;
   • Periksa sistem pasokan gas untuk memastikan bahwa tekanan gas stabil dan tidak ada kebocoran di jalur gas;
   • Periksa parameter panel operasi untuk memastikan bahwa peralatan berada dalam keadaan siaga normal.
2. Pemeliharaan setelah penutupan:
   • Matikan semua catu daya, katup gas, dan katup air pendingin peralatan;
   • Bersihkan dinding dalam ruangan vakum, pemegang benda kerja, dan jendela pengamatan.menggunakan kain bebas bulu yang direndam dalam alkohol isopropil untuk menghilangkan sisa bahan pelapis dan kotoran;
   • Membersihkan debu di permukaan peralatan, mengatur sirkuit dan pipa;
   • Catat status operasi peralatan, kesalahan, dan parameter proses, dan buat file operasi.

1. Pemeliharaan Mingguan:
   • Periksa kondisi operasi pompa vakum, dengarkan suara atau getaran abnormal dari tubuh pompa, dan bersihkan debu permukaan tubuh pompa;
   • Periksa segel, bersihkan cincin segel dengan etanol anhidrat, gunakan minyak pelumas khusus untuk meningkatkan kinerja segel;
   • Periksa pipa pendingin, membersihkan penyumbatan di filter;
   • Periksa perlengkapan dasar untuk memastikan bahwa perlengkapan tersebut dipasang dengan aman dan tanpa deformasi.
2. Pemeliharaan bulanan:
   • Mengganti minyak pompa vakum dan membersihkan kotoran internal dari tubuh pompa;
   • periksa tabung pengukur vakum, bersihkan dan kalibrasi;
   • periksa elemen pemanas dan termokopel untuk memastikan koneksi yang aman dan operasi normal;
   • membersihkan pipa gas dan mengidentifikasi titik kebocoran;
   • melakukan pembersihan kompor vakum secara komprehensif, dan melakukan penggoresan ion argon jika perlu.
3. Pemeliharaan Triwulan:
   • Memeriksa sumber penguapan dan kondisi bahan target, mengganti bahan target yang usang atau habis dan wadah penguapan;
   • Kalibrasi alat pengukur ketebalan film dan pengontrol aliran massa untuk memastikan akurasi;
   • Periksa sistem kontrol listrik, bersihkan papan kontrol dan sensor, dan kencangkan koneksi kabel;
   • Periksa sistem pendingin, bersihkan endapan internal dalam penukar panas, dan ganti pipa air pendingin yang sudah tua.
4. Pemeliharaan Tahunan:
   • Melakukan pemeriksaan pemisahan peralatan secara komprehensif, mengganti segel, bantalan, filamen dan komponen lain yang mudah rusak;
   • memeriksa rotor internal dan bilah pompa vakum, memperbaiki bagian yang usang;
   • Kalibrasi semua instrumen dan meter untuk memastikan parameter yang akurat;
   • melakukan uji operasi tanpa beban dan validasi proses pada peralatan untuk memastikan bahwa peralatan memenuhi standar kinerja;
   • memberikan pelatihan profesional kepada operator untuk menstandarisasi prosedur operasi.

1. Perawatan khusus untuk komponen yang rentan terhadap keausan:
   • Komponen yang rentan terhadap keausan, seperti cincin penyegelan, filamen, bahan target, perahu penguapan, dll, harus disimpan terlebih dahulu dengan suku cadang sesuai dengan frekuensi penggunaan dan kondisi keausan,dan diganti tepat waktu untuk menghindari peralatan mati karena kerusakan komponen;
   • Periksa kondisi pemasangan komponen secara teratur untuk memastikan pemasangan yang benar dan menghindari kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan yang tidak benar.
2. Penyelenggaraan kondisi khusus:
   • Untuk peralatan yang beroperasi di lingkungan dengan suhu tinggi, kelembaban tinggi, dan berdebu, siklus pemeliharaan harus dipersingkat, dan perlindungan penyegelan dan pekerjaan pembersihan harus ditingkatkan;
   • frekuensi inspeksi sistem pendingin dan sistem vakum harus ditingkatkan untuk mencegah kegagalan peralatan yang disebabkan oleh faktor lingkungan;
   • Peralatan harus menjalani perawatan tahan kelembaban dan debu secara teratur untuk memastikan kekeringan dan kebersihan bagian dalamnya.

1. Sebelum perawatan,

   semua catu daya peralatan harus diputus, katup gas harus ditutup, dan tekanan di dalam ruang vakum harus dilepaskan untuk memastikan bahwa peralatan berada dalam keadaan aman.Tunggu sampai komponen suhu tinggi mendingin sebelum melanjutkan operasi untuk menghindari luka bakar.

2. Selama proses perawatan,

   operator harus memakai sarung tangan pelindung, kacamata dan peralatan pelindung lainnya untuk mencegah percikan fragmen pelapis dan kontak reagen kimia.