Partes sobressalentes e guia de manutenção da máquina de revestimento a vácuo

1Introdução

As máquinas de revestimento a vácuo são equipamentos críticos de precisão amplamente utilizados em campos de alta tecnologia, como microeletrônica, óptica, energia solar e fabricação decorativa.A sua estabilidade de desempenho determina directamente a qualidade do revestimentoEste guia apresenta sistematicamente a classificação das principais peças sobressalentes, os procedimentos de manutenção, os métodos de resolução de problemas e as estratégias de prevenção,que visa ajudar os operadores e o pessoal de manutenção a alcançar uma gestão padronizada dos equipamentosA manutenção adequada não só impede falhas súbitas, mas também mantém o estado de funcionamento óptimo do equipamento.reduzir o consumo de energia e melhorar a produtividade global .

2Classificação e funções das principais peças sobressalentes

2.1 Partes sobressalentes de sistemas de vácuo

O sistema de vácuo é o núcleo do equipamento de revestimento, responsável por criar e manter o ambiente de alto vácuo necessário para a deposição de filme.

•Bombas de vácuo e componentes: São essenciais bombas mecânicas (bombas de vela rotativa, bombas de válvula de deslizamento) e bombas turbomoleculares.e juntas de vedaçãoO óleo da bomba mecânica necessita de substituição regular para assegurar a eficiência do bombeamento, enquanto os rolamentos da bomba turbomolecular requerem uma graxa especializada para lubrificação.

•Elementos de vedação: As vedações de câmara de vácuo (anéis O, vedações de junta) feitas de materiais resistentes a altas temperaturas e à corrosão (por exemplo, borracha fluorada) impedem a fuga de ar.Estas são peças consumíveis que precisam de ser substituídas a cada 6-12 meses .

•Válvulas e tubos: válvulas de entrada, válvulas de ângulo e tubulações de vácuo; peças sobressalentes incluem núcleos de válvulas, bancos de válvulas e conectores de tubulação; válvulas controlam a pressão da câmara de vácuo e o fluxo de gás;exigindo inspecções regulares de desgaste e fugas .

2.2 Partes sobressalentes do sistema de revestimento

Este sistema é responsável pela evaporação do material, pulverização e deposição de filme, com peças de reposição importantes, incluindo:

•Fontes de deposição: Cristais de evaporação (volframo, tântalo ou materiais cerâmicos) e alvos de pulverização (metal, semicondutores ou alvos de isolamento).enquanto os alvos precisam de ser substituídos quando a sua espessura diminui abaixo do limite mínimo de trabalho .

•Componentes de aquecimento: aquecedores de substrato, fios de aquecimento e termopares. Os fios de aquecimento são vulneráveis à oxidação e à quebra,enquanto os termopares requerem uma calibração anual para garantir a precisão da medição da temperatura .

•Partes de monitorização da espessura da película: monitores de cristal (osciladores de quartzo) e sondas. Estes componentes controlam a precisão da espessura da película;São necessárias sondas sobressalentes e normas de calibração (folhas de espessura de película padrão) para a calibração trimestral .

2.3 Partes sobressalentes de sistemas de controlo e eléctricos

O sistema de controlo regula parâmetros do processo, tais como temperatura, pressão e taxa de deposição:

•SensoresSensores de pressão, sensores de temperatura e medidores de fluxo de gás. Sensores sobressalentes garantem a substituição oportuna quando a precisão de detecção diminui.

•Componentes elétricos: placas de circuito, módulos de energia e relés. Estas partes controlam a operação automatizada do equipamento; placas de circuito sobressalentes e fusíveis evitam períodos prolongados de inatividade devido a falhas elétricas.

•Software de controlo e ferramentas de calibração: cópias de software de backup e ferramentas de calibração de parâmetros.

3Procedimentos normalizados de manutenção

3.1 Manutenção diária (pós-produção)

•Limpeza da câmara de vácuo: No prazo de 2 horas após a conclusão do revestimento, limpar a parede interna da câmara e o suporte da peça de trabalho com um pano sem pêlos mergulhado em álcool isopropílico para remover resíduos de evaporação e partículas pulverizadas.Para depósitos persistentes, usar ar de alta pressão para soprar detritos soltos antes da limpeza de precisão.

•Inspecção e limpeza dos sensores: Utilize uma escova macia para remover a poeira dos sensores de pressão e temperatura, depois limpe-os com um pano seco sem pêlos.

•Verificação de parâmetros básicos: Verificar o grau de vácuo (deve atingir ≤ 5×10−4Pa para a preparação do revestimento), a estabilidade do fluxo de gás e a tensão da fonte de alimentação (380V trifásico 50Hz ou 220V monofásico 50Hz,com faixas de flutuação de 342 ‰ 399 V ou 198 ‰ 231 V) .

3.2 Manutenção regular (intervalos programados)

•Manutenção de 200 horas: Substitua o óleo da bomba mecânica, descarregue completamente o óleo antigo e encha com óleo novo até ao nível especificado (verificado através do vidro de visão do óleo).

•Manutenção de 500 horas: Inspecionar os alvos de pulverização e os cristais de evaporação para verificar o desgaste; ajustar o espaçamento alvo-substrato para 50-150 mm, se necessário.Limpe a sonda do monitor de espessura da película e verifique a sua posição (5 ∼10 cm do substrato) .

•5Manutenção de 1000 horas: Injetar uma graxa especializada nos rolamentos da bomba turbomolecular; substituir os rolamentos se a resistência de rotação exceder 20% do valor inicial.Limpe a cavidade da bomba de difusão com solução de gasolina e detergente, depois encha com óleo de bomba de difusão novo.

•Manutenção trimestral: Calibrar o monitor de cristal com folhas de espessura de película padrão para garantir um desvio de espessura de película ≤ ± 5%.Verifique se as ligações elétricas estão soltas e limpe o gabinete de controlo com ar comprimido seco..

•Manutenção anual: Realizar a gravação de íons de argônio na câmara de vácuo (voltagem -1500V, duração de 30 minutos) para restaurar a atividade da superfície após 50 ciclos de revestimento.Verificar a câmara de vácuo para defeitos de solda ou buracos de alfinete usando um detector de fugas de espectrómetro de massa de hélio .

3.3 Orientações para a substituição de peças sobressalentes

•Elementos de vedação: Substitua imediatamente os anéis O e as juntas se for detectada fissura, envelhecimento ou deformação; assegure a instalação correta para evitar fugas de ar.

•Componentes da bombaPara a substituição de rolamentos de bombas turbomoleculares, o comprimento da tampa deve ser igual ou superior a 50 mm.utilizar as peças recomendadas pelo fabricante e seguir as especificações do binário .

•Elementos de aquecimentoSubstitua os fios de aquecimento quebrados prontamente; reposicione os termopares no centro do substrato para medição precisa da temperatura.

4. Falhas comuns e solução de problemas

4.1 Anormalidades no grau de vácuo

•Sintomas: Não atingir o nível de vácuo definido ou queda súbita da pressão durante o funcionamento.

•Causas: vedações envelhecidas, conexões de tubulação soltas, contaminação do óleo da bomba ou ineficiência da bomba de difusão.

•Soluções:

a.Utilize um detector de fugas do espectrómetro de massa de hélio para localizar fugas e substituir vedações danificadas ou apertar as conexões.

b.Substitua o óleo da bomba contaminado e limpe o filtro de óleo.

c.No caso das bombas de difusão, desmontar e limpar a cavidade, depois encher com óleo novo; assegurar um caudal de água de arrefecimento ≥ 5 L/min.

4.2 Problemas de qualidade do filme

•Sintomas: Descascamento de filme, espessura desigual ou furos de alfinete.

•Causas:

◦Peeling: Contaminação do substrato, pré-aquecimento insuficiente ou tensão excessiva do filme.

◦Espessura desigual: fonte de deposição desalinhada, rotação instável do cadinho ou blindagem do substrato.

◦Furações: Umidade/oxigénio residual na câmara de vácuo ou materiais de revestimento impuros.

•Soluções:

a.Reforçar a limpeza do substrato e realizar um pré-tratamento por bombardeio iônico (voltagem de distorção -1500V).

b.Ajuste a posição da fonte de deposição para se alinhar com o centro do substrato e use fixadores para segurar os substratos.

c.Prolongar o tempo de bombeamento pré-vácuo para ≤ 5 × 10−4 Pa e os materiais de revestimento pré-derretidos para remover a umidade.

4.3 Falhas do sistema elétrico e do sistema de controlo

•Sintomas: Painel de operação sem resposta, anomalias na exibição dos parâmetros ou mau funcionamento do sistema de aquecimento.

•Causas: acumulação de poeira na placa de controlo, ligações de sensores soltas ou configuração errada dos parâmetros PID.

•Soluções:

a.Limpe o gabinete de controlo com ar comprimido seco e verifique novamente as ligações de fiação.

b.Recalibrar os sensores de temperatura e ajustar os parâmetros PID para aquecimento estável.

c.Reinicie o sistema ou reinstale o software de controlo se ocorrerem falhas de programa.

5. Estratégias de manutenção e gestão preventivas

5.1 Estabelecer registos de manutenção normalizados

Documentar todas as atividades de manutenção, incluindo as datas de substituição de peças sobressalentes, ajustes de parâmetros e processos de tratamento de falhas.e medições da espessura da película para formar uma saúde completa do equipamento档案.

5.2 Implementar auditorias regulares do desempenho

Realizar reuniões mensais de análise de processos para avaliar os principais indicadores de revestimento (aderência, dureza) utilizando a análise CPK. Iniciar a otimização de processos se os valores CPK caírem abaixo de 1,33.Realizando inspecções trimestrais abrangentes dos equipamentos que abrangem o desempenho do vácuo, segurança eléctrica e desgaste mecânico.

5.3 Gestão do inventário de peças sobressalentes

Manter um inventário razoável das peças de reposição críticas (selas, óleo da bomba, fios de aquecimento, sensores) com base na frequência de utilização do equipamento e nas recomendações do fabricante.Ambientes livres de poeira para evitar a contaminação .

5.4 Pessoal de manutenção de comboios

Assegurar que os operadores e o pessoal de manutenção conheçam os princípios de funcionamento dos equipamentos, os procedimentos de manutenção e os protocolos de segurança.Fornecer formação sobre habilidades de resolução de problemas e utilização adequada de ferramentas (e.g., detectores de fugas do espectrómetro de massa de hélio).

6Precauções de segurança

•Antes da manutenção, desligue o equipamento, desligue a energia e espere que a câmara de vácuo arrefeça até a temperatura ambiente.

•Use equipamentos de proteção (luvas, óculos) ao manipular produtos químicos como álcool isopropílico, soluções de soda cáustica ou óleo de bomba para evitar irritação da pele e dos olhos.

•Desconecte os cabos da bateria antes de fazer a manutenção dos componentes elétricos para evitar curto-circuitos.