Частые неисправности машин для вакуумного покрытия и стратегии обслуживания

Технология вакуумного покрытия, как основная технология в области точного производства, широко применяется в электронике, оптике, автомобильной промышленности, аэрокосмической промышленности и других отраслях.неметаллические и другие материалы на поверхности подложки в вакуумной среде, формирующие пленки с износостойкостью, коррозионной защитой и оптическими свойствами.с сложными структурами и высокими требованиями к точностиОни охватывают несколько основных модулей, таких как вакуумные системы, системы покрытия, системы электрического управления и вспомогательные системы.влияет на окружающую средуВ связи с этим оборудование подвержено различным неисправностям, которые не только влияют на качество покрытия и эффективность производства, но также могут сократить срок службы оборудования. 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.

Эта статья, основанная на принципе работы и практических сценариях применения вакуумных покрытий, систематически анализирует проявления, причины и решения различных распространенных неисправностей,и обобщает всесторонние пункты обслуживанияОн предоставляет справочники для соответствующих операторов и обслуживающего персонала, помогая повысить стабильность работы оборудования и эффективность производства.

Основной рабочей логикой машины вакуумного покрытия является снижение давления внутри герметичной вакуумной камеры до требуемого уровня вакуума через группу вакуумного насоса.с использованием таких методов, как испарение, распыливания и ионного покрытия, материал покрытия превращается в газообразное или плазменное состояние, что позволяет ему равномерно оседать на поверхности субстрата и формировать плотную пленку.Нормальная работа оборудования зависит от герметичности вакуумной системы, стабильность системы покрытия, точность системы электрического управления и координация вспомогательных систем.Любая аномалия в любом модуле приведет к отказу оборудования или некачественному покрытию.

Неисправности вакуумного покрытия происходят в основном в четырех основных модулях: вакуумная система, система покрытия, система электрического управления и вспомогательная система.неисправности вакуумной системы и системы покрытия имеют наибольшую частоту возникновения и напрямую влияют на эффект процесса.Поэтому им нужно уделять особое внимание.

Вакуумная система является основным компонентом машины для вакуумного покрытия.обеспечение плавного осаждения покрытия и минимизация влияния загрязнений воздуха на качество слоя пленкиОбычные неисправности включают не достижение установленного уровня вакуума, внезапное падение уровня вакуума и невозможность запуска вакуумного насоса.

Это наиболее распространенный сбой в вакуумной системе, проявляющийся в виде показателя вакуума, постоянно превышающего требования процесса после запуска оборудования.не может достичь высокого вакуумного состояния, требуемого для покрытияОсновными причинами являются:

• старение, трещины или неправильная установка уплотнительного кольца, что приводит к плохому уплотнению полости и утечке воздуха;
• свободные соединения труб или незначительные трещины, вызывающие утечку вакуума;
• отверстия иглы, дефекты сварки или сильное внутреннее загрязнение стен вакуумной камеры, влияющее на эффективность экстракции вакуума;
• загрязнение, недостаточный уровень масла или износ компонентов корпуса насоса в вакуумном насосе, что приводит к снижению мощности вакуумного насоса;
• загрязнение, повреждение или недействительная калибровка вычислительной трубки, приводящая к отклонениям показаний.

Решение:

• Сначала проверьте уплотнительное кольцо, регулярно очищайте его и заменяйте каждые 6-12 месяцев.
• Используйте детектор утечки гелийного масс-спектрометра для определения точек утечки, затягивайте распущенные трубопроводы, ремонтируйте трещины, штифтовые отверстия и т. д. и повторно проверяйте утечки после ремонта.
• Регулярно очищайте остатки покрытия и примеси на внутренней стенке вакуумной камеры.
• Проверяйте уровень масла и качество вакуумного насоса. Заменяйте вакуумное масло каждые 200-500 рабочих часов, поддерживая уровень масла выше линии шкалы. Если компоненты корпуса насоса изношены,починить или заменить их вовремя.
• Регулярно чистите вакуумную трубку, калибровывайте ее раз в 12 месяцев и немедленно заменяйте, если она повреждена.

Это проявляется как резкое снижение уровня вакуума во время работы оборудования, которое не отвечает требованиям процесса.Это часто сопровождается дефектами, такими как отверстия и цветные пятна в слое покрытияОсновными причинами являются:

• сбой корпуса насоса, например перегрев диффузионного насоса или заторможение ротора механического насоса;
• сильное загрязнение внутри вакуумной камеры, при котором испарение остаточных веществ приводит к увеличению газа;
• недостаточный поток охлаждающей воды, вызывающий перегрев корпуса насоса и влияющий на эффективность вакуумной экстракции;
• повреждение уплотнительных уплотнителей на пути источника испарения и уплотнительной зоны высоковольтного электрода, что приводит к утечке;
• неисправность высоких клапанов, предклапанов и т.д., вызывающая отказ уплотнения.

Решение:

• Немедленно отключить все источники нагрева, запустить азот, чтобы разорвать вакуум, и дождаться, пока камера остынет, прежде чем исправить неисправность;
• Проверьте состояние работы вакуумного насоса, ежегодно очищайте диффузионный насос и заменяйте специальное масло.Разобрать и починить вовремя.;
• Регулярно очищать вакуумную камеру. После каждых 50 циклов нанесения покрытия проводить нанесение аргоновых ионов на камеру для удаления остаточных загрязнителей;
• Проверьте цепь охлаждающей воды, чтобы обеспечить поток не менее 5 л/мин, очистить пробки в трубопроводе и обеспечить нормальную работу системы охлаждения;
• Замените поврежденную уплотнительную прокладку, осмотрите и обслуживайте клапаны, чтобы обеспечить надежное уплотнение.

Это проявляется в отсутствии ответа корпуса насоса после нажатия кнопки запуска, и он не может войти в состояние вакуумного насоса.

• сбой питания, например нестабильное напряжение, короткое замыкание или таяние предохранителя;
• повреждение двигателя или защита от перегрева;
• сильное загрязнение масла внутри насоса или недостаточный уровень масла, в результате чего корпус насоса застрял;
• неисправности реле и контакторов с выгоревшими или застрявшими контактами.

Решение:

• Во-первых, проверьте электропровод и стабильность напряжения. Убедитесь, что колебания напряжения не превышают ±5%.
• Если двигатель перегревается, подождите, пока корпус насоса остынет, а затем перезапустите его.
• Проверьте уровень масла и качество вакуумного насоса, замените загрязненное вакуумное масло и заполните его до стандартного уровня.
• Проверьте реле и контакторы, ремонтируйте или заменяйте неисправные компоненты, чтобы обеспечить нормальную проводимость цепи.

Система покрытия отвечает за превращение покрытия в газообразное или плазменное состояние и его осаждение на поверхности подложки.Его недостатки проявляются в основном в несоблюдении стандартов качества слоя покрытия., такие как отслоение слоя покрытия, неравномерная толщина и ухудшение качества покрытия, которые напрямую влияют на уровень квалификации продуктов.

Это проявляется в виде отделения слоя пленки от поверхности субстрата и очистки в больших пятнах с чрезвычайно плохой адгезией.

• загрязнение поверхности подложки, например наличие масляных пятен, влаги, пыли и других примесей;
• недостаточное выпекание и очистка подложки перед покрытием, что приводит к слою оксида на поверхности подложки;
• чрезмерное напряжение в слое пленки, которое не соответствует коэффициенту теплового расширения подложки;
• отклонение источника испарения и целевого положения распыливания, приводящее к неравномерному осаждению слоя пленки;
• и ненормальной работы ионного источника, при недостаточной очистке от бомбардировки перед покрытием.

Решение:

• Усилить предварительную обработку субстрата с помощью ультразвуковой очистки (деионизированная вода + алкоголь) в сочетании с ионной бомбардировкой (пропорции от 800 до 1200 В,длительность 5-15 минут) для обеспечения чистоты поверхности субстрата до уровня атома;
• Перед нанесением покрытия полностью испечь субстрат, разогрев металлический субстрат до 150-200 °C для высвобождения внутреннего напряжения и контролируя пластиковый субстрат до 80 °C для предотвращения деформации;
• Оптимизировать параметры процесса, регулировать соответствие между материалом покрытия и субстратом для снижения напряжения слоя пленки;
• Регулировать положение источника испарения и цели, обеспечить выравнивание с центром подложки, использовать инструментальные приспособления для фиксации подложки, избегать препятствий;
• Проверьте рабочее состояние источника ионов, чтобы убедиться, что очистка перед бомбардировкой завершена.

Это проявляется в виде отклонения толщины слоя мембраны более ± 5% на одной и той же поверхности субстрата или на разных поверхностях субстрата,который не соответствует требованиям процессаОсновными причинами являются:

• отклонение источника осаждения или нестабильная скорость вращения тигбиля;
• некрепкое закрепление подложки или преграды, неисправность вращающегося механизма;
• помехи магнитных и электрических полей, вызывающие отклонение луча;
• неисправность калибровки толщиномера (инструмента контроля кристаллов), отклонение положения зонда или загрязнение;
• колебания параметров процесса, такие как нестабильная скорость испарения и неравномерный поток газа.

Решение:

• Регулировать положение источника осаждения так, чтобы оно выровнялось с центром субстрата, проверять скорость вращения тигбиля, исправлять любые неисправности в вращающемся механизме;
• Использование приспособлений для установки инструментов для закрепления подложки, избегая любых препятствий и обеспечивая равномерное вращение подложки;
• Проверить параметры электромагнитных катушек, оптимизировать траекторию луча и уменьшить электромагнитные помехи;
• Каждая четверть года калибровывать кристаллический контролер с использованием стандартных листов толщины пленки, очищать поверхность зонда и регулировать зонд в оптимальном положении на расстоянии 5-10 см от подложки;
• Стабилизировать напряжение питания, чтобы обеспечить стабильную скорость испарения и скорость потока газа, и контролировать погрешность точности газового потокомера в пределах ± 1%.

Это проявляется в виде отверстий, цветных пятен, тумана и других дефектов на слое пленки, а такие показатели производительности, как блеск, твердость и износостойкость, не соответствуют стандартам.Основными причинами являются::

• вакуумная камера не была полностью эвакуирована, и остаются остаточные примеси, такие как водяные пары и кислород;
• утечка воздуха во время процесса покрытия приводит к загрязнению газом;
• пленка поглощает влагу или содержит примеси, а загрязняющие вещества образуются при испарении и распылении;
• система нитей и лучей является ненормальной, что приводит к недостаточной ионизации материала покрытия;
• система отопления отказывается, в результате чего температура субстрата не достигает установленного значения или чрезмерно колеблется.

Решение:

• Перед нанесением покрытия вакуумную камеру очищают до давления ≤ 5*10−4 Pa и готовят для удаления остатков газа в вакуумной камере;
• проверять все уплотнительные интерфейсы, заменять устаревшие уплотнительные компоненты для предотвращения утечки воздуха;
• предварительно расплавить материал покрытия в вакуумной камере перед использованием для удаления влаги и примесей и выбрать квалифицированные чистые материалы покрытия;
• Проверьте состояние нитей, замените сгоревшие или устаревшие нитки, убедитесь, что установка расположена в центре, переставьте ограничитель луча на нуль после предварительного плавления, а затем запустите;
• проверять нагревательные элементы, регулятор температуры и термопару, исправлять любые короткие замыкания или проблемы с контактами, перестраивать параметры PID регулятора температуры,регулировать термопару в центральное положение подложки, и калибровывать ежегодно.

Электрическая система управления является "мозгом" машины вакуумного покрытия, отвечающей за координацию работы различных модулей.Его неисправности проявляются в основном в том, что панель управления не реагирует., аномальное отображение параметров и потеря контроля программы, что приводит к невозможности нормальной работы оборудования.

Если панель управления не отвечает или дисплей параметров является ненормальным, это обычно вызвано влажной или покрытой пылью панель управления, связь датчика является свободным или поврежденным,Решение: регулярно очищать шкаф управления сухим сжатым воздухом, чтобы предотвратить влажность и пыль на панели управления; проверять линии датчиков,ремонтировать рассеянные соединители, и заменить неисправные датчики; перезапустить систему или переустановить программное обеспечение управления для восстановления нормальной работы программы.Когда программа выходит из-под контроля и параметры процесса не могут быть настроены, обычно это вызвано сбоем промышленного компьютера ПЛК, прерыванием связи или сбоем инвертора.устранение проблем с перерывом связи; проверяйте инвертор, проверяйте информацию о перегрузке, перенапряжении, перетоке и других сигналах тревоги и ремонтируйте или заменяйте неисправные компоненты.

В вспомогательные системы входят система охлаждения, система подачи газа и т. д. Хотя они не участвуют непосредственно в процессе покрытия,они имеют решающее значение для нормальной работы оборудования и качества покрытия.Наиболее распространенными являются следующие:

Это проявляется в перегреве корпуса насоса, целевого материала и нагревательных компонентов во время работы оборудования, а также в запуске защиты от перегрева и остановке машины.Основными причинами являются::

• слишком низкий уровень воды в охлаждающей воде, плохое качество воды, что приводит к снижению эффективности охлаждения;
• блокировка или изгиб охлаждающего трубопровода, плохой поток воды;
• сбой насоса, блокировка теплообменника;
• неправильное открытие или случайное закрытие клапана.

Решения:

• Регулярно проверяйте уровень воды в охлаждающей воде, пополняйте охлаждающую воду и регулярно заменяйте охлаждающую воду, чтобы предотвратить рост водорослей и их чешую;
• Удалить блокировки в охладительном трубопроводе, выпрямить изогнутые трубопроводы, чтобы обеспечить плавный поток воды;
• проверять рабочее состояние насоса, ремонтировать или заменять неисправный насос и очищать блокировки в теплообменнике;
• Проверьте степень открытия клапанов, чтобы убедиться, что они полностью открыты.

Это проявляется в виде нестабильного потока процесса газа и невозможности подачи, что приводит к прерыванию процесса покрытия или отклонению в составе пленочного слоя.

• неисправность или повреждение калибровки регулятора массового потока (MFC);
• блокировка или утечка газового пути;
• недостаточная чистота газа и неисправность клапана понижающего давление.

Решения:

• регулярно калибровывать регулятор массового потока, ремонтировать или заменять неисправные компоненты;
• осматривать газовый путь, удалять блокировки, выявлять и затягивать точки утечки;
• выбирать процессный газ с определенной чистотой, проверять клапан понижающего давление и обеспечивать стабильное давление.

Услуги по техническому обслуживанию вакуумных покрытий должны выполняться в соответствии с принципом "предотвращение в первую очередь, сочетание профилактики и лечения".регулярное и специальное обслуживание, возможные неисправности могут быть обнаружены вовремя, что продлевает срок службы оборудования и обеспечивает стабильное производство.с особым акцентом на износоустойчивые компоненты и основные системы.

1. Проверка до ввода в эксплуатацию:
   • Проверить, нормально ли питание и проводка оборудования, а также наличие повреждений или ослабления;
   • Проверьте уровень масла и качество вакуумного насоса, убедившись, что уровень масла находится в пределах стандартной шкалы и что масло прозрачное, без затуманенности;
   • Проверить, что уплотнительные кольца не повреждены и чисты, и есть ли какие-либо повреждения или старение;
   • Проверьте систему охлаждения, чтобы убедиться, что охлаждающая вода достаточна и поток воды плавный;
   • Проверьте систему подачи газа, чтобы убедиться, что давление газа стабильно и что в газовом пути нет утечек;
   • Проверьте параметры панели управления, чтобы подтвердить, что оборудование находится в нормальном состоянии ожидания.
2. Содержание после отключения:
   • отключить все источники питания, газовые клапаны и клапаны охлаждающей воды оборудования;
   • Очистить внутренние стены вакуумной камеры, держателя заготовки и окна наблюдения.с использованием ткани, не содержащей перьев, погруженной в изопропиловый спирт, для удаления остатков материалов покрытия и примесей;
   • Очистить пыль на поверхности оборудования, организовать схемы и трубопроводы;
   • Записывайте рабочее состояние оборудования, его неисправности и параметры процесса и составляйте файл о работе.

1. Еженедельное обслуживание:
   • Проверьте рабочее состояние вакуумного насоса, выслушайте любые ненормальные звуки или вибрации корпуса насоса и очистите поверхность корпуса насоса от пыли;
   • Проверить уплотнения, очистить уплотнительные кольца безводным этанолом, нанести специальную смазочную мазь для повышения эффективности уплотнения;
   • Проверьте охлаждающий трубопровод, очистите блокировки в фильтре;
   • Проверить основной фиксатор, чтобы убедиться, что он надежно закреплен и не деформирован.
2. Ежемесячное содержание:
   • Заменить масло вакуумного насоса и очистить внутренние примеси корпуса насоса;
   • проверять трубку вакууммера, очищать и калибровывать ее;
   • проверять нагревательные элементы и термопары для обеспечения безопасного соединения и нормальной работы;
   • очищать газопроводы и выявлять любые точки утечки;
   • проводить всестороннюю очистку вакуумной камеры и, при необходимости, проводить гравировку аргоновыми ионами.
3. Квартальное содержание:
   • Проверить источник испарения и состояние целевого материала, заменить изношенные или исчерпанные целевые материалы и сосуды для испарения;
   • Калибровка толщиномера пленки и регулятора массового потока для обеспечения точности;
   • Проверьте систему электрического управления, очистите панели управления и датчики и затяните проволочные соединения;
   • Проверьте систему охлаждения, очистите внутренние отложения в теплообменнике и замените устаревшие трубы охлаждающей воды.
4. Ежегодное содержание:
   • Проводить всесторонний осмотр оборудования на момент его демонтажа, заменять изношенные уплотнения, подшипники, нитки и другие легко повреждаемые компоненты;
   • проверять внутренние роторы и лопатки вакуумного насоса, ремонтировать изношенные части;
   • калибровать все приборы и счетчики для обеспечения точности параметров;
   • проводить испытания и проверки процесса работы оборудования без нагрузки с целью обеспечения его соответствия стандартам производительности;
   • обеспечивать профессиональную подготовку операторов для стандартизации процедур эксплуатации.

1. Специальное техническое обслуживание изнашиваемых компонентов:
   • Компоненты, склонные к износу, такие как уплотнительные кольца, нитки, целевой материал, испарительная лодка и т. д., должны быть предварительно храниться с запасными частями в соответствии с частотой использования и состоянием износа.и заменены вовремя, чтобы избежать отключения оборудования из-за повреждения компонентов;
   • Регулярно проверяйте условия установки компонентов, чтобы обеспечить правильную установку и избежать сбоев, вызванных неправильной установкой.
2. Содержание в особом состоянии:
   • Для оборудования, работающего в условиях высокой температуры, высокой влажности и пыльной среды, цикл технического обслуживания должен быть сокращен, а также должна проводиться усиленная защита уплотнения и очистка;
   • следует увеличить частоту проверок систем охлаждения и систем вакуума для предотвращения сбоев оборудования, вызванных факторами окружающей среды;
   • для обеспечения внутренней сухости и чистоты оборудования должны проводиться регулярные влагозащитные и пылезащитные процедуры.

1. Перед обслуживанием,

   Все источники питания оборудования должны быть отключены, газовые клапаны должны быть закрыты и давление внутри вакуумной камеры должно быть высвобождено, чтобы обеспечить безопасность оборудования.Подождите, пока высокотемпературные компоненты остынут, прежде чем приступить к операции, чтобы избежать ожогов.

2. Во время процесса обслуживания,

   Операторы должны носить защитные перчатки, очки и другое защитное оборудование для предотвращения распыливания фрагментов покрытия и контакта с химическими реагентами.