Ricambi e guida alla manutenzione della macchina per rivestimento a vuoto

1Introduzione

Le macchine per rivestimento a vuoto sono attrezzature di precisione critiche ampiamente utilizzate in settori ad alta tecnologia come la microelettronica, l'ottica, l'energia solare e la produzione decorativa.La loro stabilità prestazionale determina direttamente la qualità del rivestimentoQuesta guida elabora sistematicamente la classificazione dei principali pezzi di ricambio, le procedure di manutenzione, i metodi di risoluzione dei problemi e le strategie di prevenzione.che mira ad aiutare gli operatori e il personale di manutenzione a realizzare una gestione standardizzata delle attrezzatureLa manutenzione corretta non solo previene i guasti improvvisi, ma mantiene anche lo stato di funzionamento ottimale dell'apparecchiatura.ridurre il consumo energetico e migliorare la produttività complessiva .

2- Classificazione e funzioni dei pezzi di ricambio chiave

2.1 Ricambi per sistemi a vuoto

Il sistema di vuoto è il nucleo delle attrezzature di rivestimento, responsabile della creazione e del mantenimento dell'ambiente ad alto vuoto richiesto per la deposizione di pellicole.

•Pompe a vuoto e loro componenti: sono essenziali pompe meccaniche (pompe a pale rotative, pompe a valvole a scorrere) e pompe turbomolecolari.e guarnizioni di tenutaL'olio della pompa meccanica deve essere sostituito regolarmente per garantire l'efficienza del pompaggio, mentre i cuscinetti delle pompe turbomolecolari richiedono un grasso specializzato per la lubrificazione.

•Elementi di tenuta: Le guarnizioni delle camere a vuoto (anelli O, guarnizioni delle guarnizioni) realizzate in materiali resistenti alle alte temperature e alla corrosione (ad esempio, fluoro gomma) impediscono le perdite d'aria.Si tratta di parti consumabili che devono essere sostituite ogni 6-12 mesi..

•Valvole e tubi: valvole di ingresso, valvole angolari e condotte a vuoto; le parti di ricambio comprendono i nuclei delle valvole, i sedili delle valvole e i connettori dei tubi; le valvole controllano la pressione della camera a vuoto e il flusso di gas;che richiedono ispezioni regolari per l'usura e le perdite .

2.2 Parti di ricambio del sistema di rivestimento

Questo sistema è responsabile dell'evaporazione del materiale, dello sputtering e della deposizione di pellicole, con pezzi di ricambio chiave tra cui:

•Fonti di deposizione: crogioli di evaporazione (tungsteno, tantalio o materiali ceramici) e bersagli di sputtering (metalli, semiconduttori o bersagli isolanti).mentre i bersagli devono essere sostituiti quando il loro spessore scende al di sotto del limite minimo di lavoro .

•Componenti di riscaldamento: riscaldatori di substrato, fili di riscaldamento e termocoppie.mentre le termocoppie richiedono una taratura annuale per garantire la precisione della misurazione della temperatura..

•Parti di controllo dello spessore della pellicola: monitor di cristallo (oscillatori di quarzo) e sonde; questi componenti controllano la precisione dello spessore della pellicola;per la calibrazione trimestrale sono necessarie sonde di ricambio e norme di taratura (fogli standard di spessore della pellicola)..

2.3 Parti di ricambio di sistemi di comando ed elettrici

Il sistema di controllo regola i parametri del processo quali temperatura, pressione e velocità di deposizione:

•Sensori: sensori di pressione, sensori di temperatura e misuratori di flusso di gas. sensori di ricambio assicurano la sostituzione tempestiva quando la precisione di rilevamento diminuisce. sensori richiedono una pulizia regolare per rimuovere polvere e residui.

•Componenti elettrici: schede di circuito, moduli di alimentazione e relè: queste parti controllano il funzionamento automatico dell'apparecchiatura; schede di circuito di riserva e fusibili impediscono tempi di fermo prolungati dovuti a guasti elettrici.

•Software di controllo e strumenti di taratura: copie di software di backup e strumenti di calibrazione dei parametri.

3. Procedure di manutenzione standard

3.1 Manutenzione giornaliera (post-produzione)

•Pulizia della camera a vuoto: Entro 2 ore dal completamento del rivestimento, pulire la parete interna della camera e il supporto del pezzo con un panno senza peli immerso in alcol isopropilico per rimuovere i residui di evaporazione e le particelle sputter.Per depositi ostinati, usare aria ad alta pressione per soffiare via i detriti prima della pulizia di precisione.

•Ispezione e pulizia dei sensori: Usare un pennello morbido per rimuovere la polvere dai sensori di pressione e temperatura, quindi pulire con un panno asciutto privo di peli.

•Controllo dei parametri di base: Verificare il grado di vuoto (che deve raggiungere ≤ 5 × 10−4Pa per la preparazione del rivestimento), la stabilità del flusso di gas e la tensione di alimentazione (380V trifase 50Hz o 220V monofase 50Hz,con intervalli di fluttuazione di 342·399V o 198·231V) .

3.2 Manutenzione regolare (intervalli programmati)

•Manutenzione di 200 ore: Sostituire l'olio della pompa meccanica, scaricare completamente l'olio vecchio e riempirlo con olio nuovo al livello specificato (controllato tramite il vetro dell'olio).

•Manutenzione di 500 ore: controllare l'usura dei bersagli di sputtering e dei crogioli di evaporazione; regolare, se necessario, la distanza tra bersaglio e substrato a 50-150 mm.Pulire la sonda di monitoraggio dello spessore del film e verificare la sua posizione (a 5 ̊10 cm dal substrato) .

•5Servizi di manutenzione di 1000 ore: iniettare un grasso specializzato nei cuscinetti della pompa turbomolecolare; sostituire i cuscinetti se la resistenza di rotazione supera il 20% del valore iniziale.Pulire la cavità della pompa di diffusione con una soluzione di benzina e polvere da lavaggio, poi riempire con nuovo olio della pompa di diffusione.

•Manutenzione trimestrale: calibrare il monitor di cristallo con fogli di spessore di pellicola standard per garantire una deviazione dello spessore della pellicola ≤ ± 5%.Controllare se i collegamenti elettrici sono sciolti e pulire l' armadio di controllo con aria compressa secca .

•Indennità di mantenimento annuale: eseguire un'incisione agli ioni di argon sulla camera a vuoto (tensione di bias -1500V, durata 30 minuti) per ripristinare l'attività superficiale dopo 50 cicli di rivestimento.Controllare la camera a vuoto per i difetti di saldatura o i buchi di spillo con un rilevatore di perdite dello spettrometro di massa dell' elio .

3.3 Linee guida per la sostituzione di ricambi

•Elementi di tenuta: sostituire immediatamente gli anelli O e le guarnizioni se si rilevano crepe, invecchiamento o deformazioni; assicurare la corretta installazione per evitare perdite d'aria.

•Componenti della pompa: Quando si sostituisce l'olio meccanico della pompa, pulire la cavità della pompa per rimuovere i residui di contaminanti.utilizzare le parti raccomandate dal costruttore e seguire le specifiche della coppia .

•Elementi di riscaldamento: sostituire prontamente i fili di riscaldamento rotti; riposizionare le termocoppie al centro del substrato per una misurazione accurata della temperatura.

4. Errori comuni e risoluzione dei problemi

4.1 Anomalie del grado di vuoto

•I sintomi: mancato raggiungimento del livello di vuoto impostato o improvvisa caduta di pressione durante il funzionamento.

•Cause: guarnizioni invecchiate, connessioni di tubi sciolte, contaminazione dell'olio della pompa o inefficienza della pompa di diffusione.

•Soluzioni:

a.Utilizzare un rilevatore di perdite con spettrometro di massa di elio per individuare le perdite e sostituire i sigilli danneggiati o stringere i collegamenti.

b.Sostituire l'olio di pompa contaminato e pulire il filtro dell'olio.

c.Per le pompe di diffusione, smontare e pulire la cavità, quindi riempirla di nuovo olio; assicurare un flusso di acqua di raffreddamento ≥ 5L/min.

4.2 Problemi di qualità del film

•I sintomi: Peeling di pellicola, spessore irregolare o fori di spillo.

•Cause:

◦Peeling: contaminazione del substrato, insufficiente pre-riscaldamento o eccessiva tensione del film.

◦Spessore irregolare: fonte di deposizione mal allineata, rotazione instabile del crogiolo o schermatura del substrato.

◦Fori: umidità residua/ossigeno nella camera a vuoto o materiali di rivestimento impuri.

•Soluzioni:

a.Rafforzare la pulizia del substrato e eseguire il pretrattamento da bombardamento ionico (tensione di bias -1500V).

b.Regola la posizione della fonte di deposizione per allinearla con il centro del substrato e usa i dispositivi per fissare i substrati.

c.Prolungare il tempo di pompaggio pre-vuoto a ≤ 5×10−4Pa e i materiali di rivestimento pre-fuso per rimuovere l'umidità.

4.3 Malfunzionamenti del sistema elettrico e del sistema di controllo

•I sintomi: pannello di comando non rispondente, anomalie nella visualizzazione dei parametri o malfunzionamento del sistema di riscaldamento.

•Cause: accumulo di polvere sulla scheda di controllo, connessioni di sensori sciolte o configurazione errata dei parametri PID.

•Soluzioni:

a.Pulire l'armadio di controllo con aria compressa secca e ricontrollare i collegamenti di cablaggio.

b.Ricalibrare i sensori di temperatura e regolare i parametri PID per un riscaldamento stabile.

c.Riavviare il sistema o reinstallare il software di controllo in caso di blocco del programma.

5. Strategie di manutenzione e gestione preventive

5.1 Stabilire registri di manutenzione standardizzati

documentare tutte le attività di manutenzione, comprese le date di sostituzione dei pezzi di ricambio, le modifiche dei parametri e i processi di gestione dei guasti; monitorare gli indicatori chiave quali i cicli di rivestimento, i dati sulla curva del vuoto,e misurazioni dello spessore della pellicola per formare una salute completa dell'attrezzatura档案.

5.2 Attuare revisioni periodiche delle prestazioni

Condurre riunioni mensili di analisi dei processi per valutare gli indicatori chiave del rivestimento (aderenza, durezza) utilizzando l'analisi CPK. Iniziare l'ottimizzazione del processo se i valori CPK scendono al di sotto di 1,33.eseguire ispezioni trimestrali complete delle apparecchiature riguardanti le prestazioni di vuoto, sicurezza elettrica e usura meccanica.

5.3 Gestione delle scorte di ricambi

Tenere un inventario ragionevole dei pezzi di ricambio critici (sigilli, olio di pompa, fili di riscaldamento, sensori) in base alla frequenza di utilizzo delle attrezzature e alle raccomandazioni del produttore.ambienti privi di polveri per evitare la contaminazione .

5.4 Personale di manutenzione del treno

Assicurarsi che gli operatori e il personale di manutenzione siano a conoscenza dei principi di funzionamento delle apparecchiature, delle procedure di manutenzione e dei protocolli di sicurezza.Fornire formazione sulle capacità di risoluzione dei problemi e sull'uso corretto degli strumenti (e.g., rilevatori di perdite per spettrometri di massa di elio).

6. Precauzioni di sicurezza

•Prima di effettuare la manutenzione, spegnere l'apparecchiatura, spegnere l'alimentazione e attendere che la camera di vuoto si raffreddi a temperatura ambiente.

•Utilizzare attrezzature protettive (guanti, occhiali da sole) quando si maneggiano sostanze chimiche come alcol isopropilico, soluzioni di soda caustica o olio di pompa per prevenire irritazioni della pelle e degli occhi.

•Scollegare i cavi della batteria prima di eseguire la manutenzione dei componenti elettrici per evitare cortocircuiti.