2025-12-30
真空蒸着装置は、マイクロエレクトロニクス、光学、太陽エネルギー、装飾製造などのハイテク分野で広く使用されている重要な精密機器です。その性能の安定性は、コーティング品質、生産効率、運用コストを直接決定します。このガイドでは、主要なスペアパーツの分類、メンテナンス手順、トラブルシューティング方法、予防戦略について体系的に詳しく説明し、オペレーターとメンテナンス担当者が標準化された機器管理を達成し、耐用年数を延ばし、一貫した生産品質を確保できるようにすることを目的としています。適切なメンテナンスは、突然の故障を防ぐだけでなく、機器の最適な動作状態を維持し、エネルギー消費を削減し、全体的な生産性を向上させます。
真空システムは、成膜に必要な高真空環境を作り出し、維持する役割を担うコーティング装置の中核です。重要なスペアパーツには以下が含まれます。
• 真空ポンプとコンポーネント: メカニカルポンプ（ロータリーベーンポンプ、スライドバルブポンプ）とターボ分子ポンプは不可欠です。スペアパーツには、ポンプオイル（NAS 6グレード基準を満たす）、オイルフィルター、ベアリング、シールガスケットが含まれます。メカニカルポンプオイルは、ポンピング効率を確保するために定期的な交換が必要であり、ターボ分子ポンプベアリングは潤滑に特殊なグリースが必要です。
• シールエレメント: 高温および耐食性材料（例：フッ素ゴム）で作られた真空チャンバーシール（Oリング、ガスケットシール）は、空気漏れを防ぎます。これらは、6〜12か月ごとに交換する必要がある消耗品です。
• バルブとパイプ: ゲートバルブ、アングルバルブ、真空パイプライン。スペアパーツには、バルブコア、バルブシート、パイプコネクタが含まれます。バルブは真空チャンバーの圧力とガス流量を制御し、摩耗や漏れについて定期的な検査が必要です。
このシステムは、材料の蒸発、スパッタリング、成膜を担当し、主要なスペアパーツには以下が含まれます。
• 蒸着源: 蒸発るつぼ（タングステン、タンタル、またはセラミック材料）とスパッタリングターゲット（金属、半導体、または絶縁体ターゲット）。るつぼは高温使用後に変形しやすいため、ターゲットは厚さが最小動作限界を下回った場合に交換する必要があります。
• 加熱コンポーネント: 基板ヒーター、加熱ワイヤー、熱電対。加熱ワイヤーは酸化や破損しやすく、熱電対は温度測定の精度を確保するために毎年校正が必要です。
• 膜厚モニタリングパーツ: 結晶モニター（水晶発振器）とプローブ。これらのコンポーネントは膜厚精度を制御します。スペアプローブと校正基準（標準膜厚シート）は、四半期ごとの校正に必要です。
制御システムは、温度、圧力、蒸着速度などのプロセスパラメータを調整します。
• センサー: 圧力センサー、温度センサー、ガス流量計。スペアセンサーは、検出精度が低下した場合にタイムリーな交換を保証します。センサーは、ほこりや残留物を取り除くために定期的な清掃が必要です。
• 電気部品: 回路基板、電源モジュール、リレー。これらの部品は、機器の自動運転を制御します。スペア回路基板とヒューズは、電気的故障による長時間のダウンタイムを防ぎます。
• 制御ソフトウェアと校正ツール: バックアップソフトウェアコピーとパラメータ校正ツール。定期的なソフトウェアアップデートとシステム校正は、制御精度を維持します。
• 真空チャンバーの清掃: コーティング完了後2時間以内に、イソプロピルアルコールに浸した糸くずの出ない布でチャンバーの内壁とワークホルダーを拭き、蒸発残留物とスパッタリング粒子を除去します。頑固な堆積物については、精密清掃の前に高圧エアを使用して緩い破片を吹き飛ばします。
• センサーの検査と清掃: 柔らかいブラシを使用して、圧力センサーと温度センサーからほこりを取り除き、乾いた糸くずの出ない布で拭きます。損傷を防ぐために、センサープローブとの直接接触を避けてください。
• 基本パラメータの確認: 真空度（コーティング準備には≤5×10⁻⁴Paに達するはず）、ガス流量の安定性、および電源電圧（380V三相50Hzまたは220V単相50Hz、変動範囲は342〜399Vまたは198〜231V）を確認します。
• 200時間メンテナンス: メカニカルポンプオイルを交換し、古いオイルを完全に排出し、新しいオイルを規定レベルまで補充します（オイルサイトグラスで確認）。オイルフィルターを清掃し、パイプラインの漏れがないか確認します。
• 500時間メンテナンス: スパッタリングターゲットと蒸発るつぼの摩耗を検査します。必要に応じて、ターゲットと基板の間隔を50〜150mmに調整します。膜厚モニタープローブを清掃し、その位置（基板から5〜10cm）を確認します。
• 5,000時間メンテナンス: ターボ分子ポンプベアリングに特殊グリースを注入します。回転抵抗が初期値の20％を超えた場合は、ベアリングを交換します。拡散ポンプキャビティをガソリンと洗剤溶液で清掃し、新しい拡散ポンプオイルを補充します。
• 四半期メンテナンス: 標準膜厚シートを使用して結晶モニターを校正し、膜厚偏差が≤±5％であることを確認します。電気接続の緩みを検査し、制御キャビネットを乾燥圧縮空気で清掃します。
• 年間メンテナンス: 50回のコーティングサイクル後に、真空チャンバーにアルゴンイオンエッチング（バイアス電圧-1500V、持続時間30分）を実行して表面活性を回復させます。ヘリウム質量分析計リークディテクターを使用して、真空チャンバーに溶接欠陥やピンホールがないか確認します。
• シールエレメント: 亀裂、経年劣化、または変形が検出された場合は、Oリングとガスケットを直ちに交換します。空気漏れを避けるために、正しい取り付けを確実に行ってください。
• ポンプコンポーネント: メカニカルポンプオイルを交換する際は、ポンプキャビティを清掃して残留汚染物質を除去します。ターボ分子ポンプベアリングの交換には、メーカー推奨の部品を使用し、トルク仕様に従ってください。
• 加熱エレメント: 破損した加熱ワイヤーを速やかに交換します。正確な温度測定のために、熱電対を基板の中心に再配置します。
• 症状: 設定された真空レベルに達しない、または運転中に急激な圧力低下が発生する。
• 原因: シールの経年劣化、パイプ接続の緩み、ポンプオイルの汚染、または拡散ポンプの非効率性。
• 解決策:
a. ヘリウム質量分析計リークディテクターを使用して漏れを特定し、損傷したシールを交換するか、接続を締めます。
b. 汚染されたポンプオイルを交換し、オイルフィルターを清掃します。
c. 拡散ポンプについては、キャビティを分解して清掃し、新しいオイルを補充します。冷却水の流量が≥5L/minであることを確認してください。
• 症状: 膜の剥離、膜厚の不均一性、またはピンホール。
• 原因:
◦ 剥離：基板の汚染、予熱不足、または過度の膜応力。
◦ 膜厚の不均一性：蒸着源のずれ、るつぼの回転の不安定性、または基板の遮蔽。
◦ ピンホール：真空チャンバー内の残留水分/酸素または不純なコーティング材料。
• 解決策:
a. 基板の清掃を強化し、イオン衝撃前処理（バイアス電圧-1500V）を実行します。
b. 蒸着源の位置を基板の中心に合わせるように調整し、治具を使用して基板を固定します。
c. 予備真空ポンピング時間を≤5×10⁻⁴Paに延長し、コーティング材料を予備溶融して水分を除去します。
• 症状: 応答のない操作パネル、パラメータ表示の異常、または加熱システムの誤動作。
• 原因: 制御基板のほこりの蓄積、センサー接続の緩み、またはPIDパラメータの誤設定。
• 解決策:
a. 制御キャビネットを乾燥圧縮空気で清掃し、配線接続を再確認します。
b. 温度センサーを再校正し、PIDパラメータを調整して加熱を安定させます。
c. プログラムクラッシュが発生した場合は、システムを再起動するか、制御ソフトウェアを再インストールします。
スペアパーツの交換日、パラメータ調整、障害処理プロセスなど、すべてのメンテナンス活動を記録します。コーティングサイクル、真空曲線データ、膜厚測定などの主要な指標を追跡して、完全な機器の健全性を形成します。档案.
毎月のプロセス分析会議を実施して、CPK分析を使用して主要なコーティング指標（密着性、硬度）を評価します。CPK値が1.33を下回った場合は、プロセス最適化を開始します。真空性能、電気的安全性、機械的摩耗を含む、四半期ごとの包括的な機器検査を実施します。
機器の使用頻度とメーカーの推奨事項に基づいて、主要なスペアパーツ（シール、ポンプオイル、加熱ワイヤー、センサー）の適切な在庫を維持します。汚染を避けるために、スペアパーツを乾燥したほこりのない環境に保管します。
オペレーターとメンテナンススタッフが、機器の動作原理、メンテナンス手順、安全プロトコルを理解していることを確認します。トラブルシューティングスキルとツールの適切な使用（例：ヘリウム質量分析計リークディテクター）に関するトレーニングを提供します。
• メンテナンスの前に、機器の電源を切り、電源を遮断し、真空チャンバーが室温まで冷めるのを待ちます。圧力ショックを避けるために、窒素を使用して真空圧を徐々に解放します。
• イソプロピルアルコール、苛性ソーダ溶液、ポンプオイルなどの化学物質を扱う際は、皮膚や目の炎症を防ぐために保護具（手袋、ゴーグル）を使用してください。
• 電気部品の修理を行う前に、短絡を避けるためにバッテリーケーブルを外してください。互換性と安全性を確保するために、スペアパーツの交換についてはメーカーのガイドラインに従ってください。
