Explicação Detalhada das Condições de Operação para Máquinas de Revestimento a Vácuo

A tecnologia de revestimento a vácuo é amplamente aplicada em várias indústrias, como semicondutores e componentes automotivos.A máquina de revestimento a vácuoO equipamento central requer uma série de condições específicas para uma operação estável, que determinam diretamente a qualidade do revestimento, a vida útil do equipamento e a segurança da produção.Este artigo analisa de forma abrangente as condições de funcionamento a partir de seis dimensões fundamentais, fornecendo referências práticas para os profissionais da indústria.

A máquina de revestimento a vácuo tem requisitos rigorosos para o ambiente de funcionamento.A humidade e a limpeza afectam directamente a estabilidade do equipamento e a qualidade do revestimento.O estabelecimento de um ambiente operacional padrão é um pré-requisito para o bom funcionamento do equipamento.

A estabilidade de temperatura é um parâmetro ambiental crucial.e temperaturas excessivamente elevadas ou flutuantes podem afetar o controlo do vácuo e a estabilidade do processoA temperatura ideal do ambiente de funcionamento é de 10 a 30°C e a área de funcionamento central é de 20 a 25°C, com flutuações de temperatura não superiores a ±2°C.

Na produção real, o equipamento deve ser mantido afastado da luz solar direta e das aberturas de ar do sistema de aquecimento para assegurar uma boa ventilação na sala de máquinas.A temperatura pode ser controlada por um condicionador de ar de temperatura constanteOs equipamentos de alta potência devem ser equipados com um dispositivo de arrefecimento dedicado para evitar o envelhecimento dos componentes e a degradação do desempenho.

A elevada humidade pode conduzir a uma diminuição da vedação do sistema de vácuo, danos à qualidade da camada de filme e corrosão dos componentes elétricos.A humidade relativa do ambiente de funcionamento deve ser controlada abaixo de 70%, com um intervalo óptimo de 40% a 60%.

Em zonas ou estações de alta umidade, deve ser instalado um desumidificador; verificar regularmente a secura dos anéis de vedação e aplicar uma graxa lubrificante especial;evitar a abertura da porta da cabine em dias chuvosos ou em condições de elevada umidade para evitar a entrada de ar úmido na câmara.

A poeira, as manchas de óleo e outras impurezas no ar podem causar problemas como furos na camada de filme e redução da adesão, e até levar ao desmantelamento do produto.O equipamento deve ser instalado numa sala limpa com um nível de limpeza superior a 10,000, e a área central de operação deve cumprir o padrão de limpeza de 10.000.

A sala de informática deve estar equipada com um sistema de purificação do ar e os filtros devem ser substituídos regularmente.Não se devem empilhar em torno do equipamento objetos susceptíveis de gerar poeiraA sala de informática e as superfícies dos equipamentos devem ser limpas regularmente.

Os componentes principais, como bombas moleculares e medidores de vácuo, são sensíveis às vibrações.O equipamento deve ser instalado numa área com vibrações mínimasO solo deve ser tratado para evitar vibrações, de modo a não ser colocado junto de equipamentos com fortes vibrações.

Ao mesmo tempo, devem ser evitadas interferências eletromagnéticas fortes e a sala de informática deve estar localizada longe de fontes de radiação, tais como linhas de alta tensão.Os circuitos elétricos do equipamento devem ser blindados e ligados à terra para evitar a perda de parâmetros do processo..

O ambiente de vácuo é o núcleo do revestimento de vácuo.O desempenho do sistema de vácuo e a precisão do controlo do grau de vácuo determinam directamente a viabilidade do revestimento e a qualidade da camada de revestimentoAs condições de funcionamento giram principalmente em torno do grau de vácuo, da taxa de bombeamento, do desempenho de vedação e do estado dos componentes.

Diferentes processos de revestimento têm diferentes requisitos para o grau de vácuo, que são classificados em três níveis: baixo, médio e alto.

O revestimento de baixo vácuo (como no estágio inicial do revestimento por evaporação) requer 1*10−1 a 1*10−3 Pa, que é usado para expulsar ar e umidade;revestimento de vácuo médio (como em alguns magnetron sputtering) requer 1 * 10-3 para 1 * 10-5 Pa, adequado para cenários em que a pureza da camada de revestimento é moderadamente exigida; o revestimento a vácuo elevado (como a evaporação do feixe de elétrons) requer mais de 1*10−5 Pa,para revestimento de produtos de ponta.

O nível de vácuo deve ser ajustado de forma razoável com base nos materiais e processos.Durante o funcionamento do equipamento, a flutuação do nível de vácuo não deve exceder 10% do valor definido; caso contrário, a máquina deve ser desligada para solução de problemas.

A taxa de bombeamento determina o tempo necessário para a câmara atingir o nível de vácuo alvo e a sua estabilidade.A taxa de bombeamento insuficiente prolongará o ciclo de produção e afetará a qualidade da camada de filme.

O sistema de vácuo adota o modo de "bombeamento grosseiro + bombeamento fino": o bombeamento grosseiro é manuseado por uma bomba mecânica,que necessita de reduzir a pressão da pressão atmosférica para 1*10−1 Pa no prazo especificadoO bombeamento fino é efectuado por uma bomba molecular, etc., e deve atingir o nível de vácuo definido em 30 a 60 minutos.

Durante a operação, it is necessary to regularly check the vacuum pump's air-pumping performance and promptly identify and solve problems such as aging oil quality and blocked pipelines to ensure the normal operation of the system.

O desempenho de vedação é fundamental para garantir um nível de vácuo estável.O desempenho de vedação de componentes como câmaras de vácuo e tubulações deve cumprir rigorosamente as normas.

Antes de o equipamento ser posto em funcionamento, o seu desempenho de vedação deve ser testado pelo método de detecção de fugas de espectrometria de massa de hélio ou pelo método da taxa de aumento de pressão.Se a taxa de aumento da pressão exceder 5*10−2 Pa/min, os pontos de fuga devem ser identificados.

É necessário efectuar inspecções regulares dos anéis de vedação e das válvulas de vácuo, limpar as câmaras e as condutas e evitar o entupimento das superfícies de vedação.

As condições de funcionamento dos componentes principais, tais como bombas de vácuo e medidores de vácuo, afectam directamente o desempenho do sistema.

A bomba de óleo mecânica deve ser substituída a cada 200 horas. O novo óleo precisa ser filtrado para o grau NAS 6. Os rolamentos da bomba molecular precisam ser lubrificados com graxa a cada 5.000 horas.A graxa deve ser substituída se a resistência de rotação exceder o limiteO medidor de vácuo deve ser calibrado regularmente, com um erro não superior a ± 1%.As válvulas de vácuo devem ser verificadas quanto à sua flexibilidade em funcionamento para evitar fugas ou má extracção de vácuo devido a falhas.

Uma fonte de alimentação estável e um sistema de arrefecimento eficiente são as garantias para o funcionamento normal do equipamento, o que pode evitar falhas causadas por flutuações de potência e superaquecimento,bem como a deterioração da qualidade da cobertura.

O sistema de alimentação é dividido na fonte de alimentação principal e na fonte de alimentação de controlo.enquanto a fonte de alimentação do comando alimenta os componentes de precisãoAmbos têm de cumprir requisitos rigorosos.

A fonte de alimentação principal utiliza 380V trifásico, corrente alternada de 50Hz, com flutuação de tensão dentro de ± 5%. A frequência é de 49 a 51Hz. A fonte de alimentação de controle usa 220V monofásico,Corrente alternada de 50 HzO equipamento deve ser aterrado separadamente, com uma resistência de aterramento não superior a 4Ω.

É necessário equipá-lo com uma fonte de alimentação de emergência UPS para evitar que os equipamentos e produtos sejam danificados em caso de interrupção súbita de alimentação; para equipamentos de alta potência,um transformador separado deve ser configurado para evitar flutuações de tensão.

Durante o funcionamento do equipamento, os componentes principais geram uma grande quantidade de calor..O sistema de arrefecimento deve satisfazer os requisitos do equipamento.

Os equipamentos de alta potência utilizam um sistema de arrefecimento por água, enquanto os equipamentos de baixa potência utilizam um sistema de arrefecimento por vento.a temperatura da água de saída é ≤ 35°C, a pressão da água é de 0,2 a 0,4 MPa, e a taxa de escoamento é definida de acordo com a potência do equipamento.

Verificações diárias devem ser efectuadas para assegurar a suavidade do tubo de arrefecimento, retirar a balança do reservatório de água e inspeccionar o estado da bomba de água;A poeira dos dissipadores de calor deve ser limpa regularmente para garantir uma boa dissipação de calor.

A qualidade e as especificações do material de revestimento, do substrato e dos materiais auxiliares determinam diretamente o desempenho e a aparência da camada de película,e devem cumprir rigorosamente as condições de funcionamento.

A pureza e a forma dos materiais de revestimento devem corresponder aos requisitos do processo e do produto: para o revestimento por evaporação a vácuo, são selecionados metais ou ligas com uma pureza ≥ 99,99%,e não há impurezas oxidadas na superfíciePara os alvos de pulverização por magnetrão, a pureza é ≥ 99,9%, a superfície é plana e o tamanho é adequado.

A pressão de vapor e o ponto de fusão do material precisam ser combinados com o grau de vácuo e a potência de evaporação.A evaporação do feixe de elétrons pode ser utilizadaPara os materiais de baixo ponto de fusão, pode ser utilizada a evaporação por aquecimento por resistência.

O substrato deve ser compatível com o material de revestimento, ter uma superfície limpa e plana e ter o tamanho adequado, caso contrário, afectará a adesão e a uniformidade da camada de revestimento.

Antes do revestimento, o substrato deve ser submetido a um pré-tratamento de "limpeza mecânica + limpeza química + limpeza por plasma".devem ser pré-aquecidos a 150-200°C para liberar o stress interno, e para substratos de plástico, a temperatura de pré-aquecimento deve ser ≤ 80°C para evitar a deformação.

Os materiais auxiliares, tais como o óleo da bomba de vácuo, os anéis de vedação e os gases de processo, devem satisfazer os requisitos de funcionamento do equipamento.

O óleo da bomba de vácuo é selecionado com um modelo específico e o anel de vedação é feito de borracha fluorada resistente a altas temperaturas e vácuo; a pureza do gás de processo é ≥ 99,999%,e o caudal é controlado por um medidor de caudal de alta precisão, com um erro de ≤ ± 1%.

O funcionamento do equipamento envolve factores perigosos como a alta pressão, a alta temperatura e o grande vácuo.É necessário respeitar rigorosamente as condições de segurança para evitar acidentes de segurança.

As fontes de evaporação, os alvos de pulverização, etc., necessitam de uma fonte de alimentação de alta tensão (até 30 kV).e as linhas de alta tensão devem ser blindadasOs operadores devem usar equipamento de proteção isolante.

Os componentes principais operam a temperaturas extremamente elevadas. O equipamento deve estar equipado com uma barreira de protecção contra altas temperaturas e os operadores devem usar equipamento de protecção resistente ao calor.É proibido acumular objetos inflamáveis ou explosivos ao redor do equipamento e deve ser fornecido equipamento de combate a incêndios.

A abertura da porta da cabine antes de a câmara ser despressurizada pode facilmente causar perigo.É necessário confirmar que a pressão voltou ao normal.Durante a operação, o desempenho da vedação deve ser verificado regularmente.

O equipamento deve estar equipado com botões de parada de emergência, válvulas de alívio de pressão de emergência e outros dispositivos.A sala de informática deve estar equipada com equipamento de extinção de incêndio, e os operadores devem estar familiarizados com os métodos de manipulação de emergência.

A competência profissional e a normalização operacional dos operadores afectam directamente o funcionamento dos equipamentos, a qualidade e a segurança dos revestimentos e devem satisfazer os requisitos correspondentes.

Os operadores devem estar familiarizados com os princípios do revestimento a vácuo, a estrutura do equipamento e o fluxo do processo, dominar os métodos de ajuste de parâmetros,e possuem a capacidade de diagnosticar e lidar com falhas- devem passar por uma formação profissional e passar pela avaliação antes de poderem começar a trabalhar.

Os operadores devem seguir rigorosamente os procedimentos: antes de iniciar o equipamento, verificar a sua condição; durante o funcionamento, monitorizar os parâmetros; e parar imediatamente a máquina em caso de anomalias;após a conclusão da operaçãoDesligue o equipamento, limpe-o, registre os detalhes da operação e estabeleça um arquivo.

Os operadores devem ter um forte senso de segurança, usar equipamento de proteção e estar familiarizados com os procedimentos de emergência;Participar regularmente em treinamentos e exercícios de segurança para melhorar as suas capacidades de operação de segurança e de gestão de emergências..

As condições de funcionamento da máquina de revestimento a vácuo são sistemáticas e holísticas.Apenas se estas condições forem rigorosamente cumpridas, o equipamento poderá funcionar de forma estável e eficiente., e garantir a qualidade do revestimento e a segurança da produção.

Com o avanço da tecnologia, a precisão e a complexidade dos equipamentos aumentaram, e os requisitos para as condições de funcionamento tornaram-se mais rigorosos.Os profissionais têm de melhorar as suas competências profissionais, padronizar as operações, reforçar a manutenção dos equipamentos, otimizar as condições de funcionamento e promover a ampla aplicação da tecnologia de revestimento a vácuo.