2025-10-23
ในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักที่ขาดไม่ได้ในด้านต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ อิเล็กทรอนิกส์ ออปติก และพลังงานใหม่ โดยตระหนักถึงการสะสมของฟิล์มเชิงฟังก์ชันบนวัสดุแผ่นใยที่มีความยืดหยุ่นภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุและขยายขอบเขตการใช้งาน สำหรับมืออาชีพที่เกี่ยวข้องกับการผลิตฟิล์ม การจัดหาอุปกรณ์ หรือการบำรุงรักษา การทำความเข้าใจส่วนประกอบหลักของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนไม่เพียงเป็นพื้นฐานในการรับประกันความเสถียรในการผลิต แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญในการปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสมและลดอัตราความล้มเหลวอีกด้วย บทความนี้จะวิเคราะห์ส่วนประกอบหลักของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนอย่างเป็นระบบ อธิบายฟังก์ชัน หลักการทำงาน และผลกระทบต่อคุณภาพการเคลือบ และช่วยให้คุณเข้าใจอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงนี้อย่างครอบคลุม
ระบบสูญญากาศคือ "หัวใจ" ของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน เนื่องจากระบบจะสร้างและรักษาสภาพแวดล้อมสูญญากาศสูงที่จำเป็นสำหรับกระบวนการเคลือบ หากไม่มีสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่มั่นคงและเชื่อถือได้ อนุภาคเคลือบจะชนกับโมเลกุลอากาศในปริมาณมากในระหว่างกระบวนการตกตะกอน ทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ความหนาของฟิล์มไม่สม่ำเสมอ ฟองอากาศ และการยึดเกาะที่ไม่ดี ระบบสูญญากาศของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: ห้องสุญญากาศและหน่วยปั๊มสุญญากาศ
ห้องสุญญากาศคือ "เวิร์กช็อป" ที่เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนเสร็จสิ้นกระบวนการเคลือบ เป็นภาชนะปิดผนึกที่ทำจากสเตนเลสสตีลที่มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อแรงดันบรรยากาศและรับประกันความสุญญากาศในระยะยาว การออกแบบห้องสุญญากาศต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการ ประการแรก ต้องมีพื้นที่ภายในเพียงพอเพื่อรองรับระบบส่งกำลังของราง ระบบแหล่งเคลือบ และส่วนประกอบอื่นๆ ประการที่สองผนังด้านในจะต้องเรียบและทำความสะอาดง่ายเพื่อหลีกเลี่ยงฝุ่นหรือสารตกค้างที่ส่งผลต่อคุณภาพของฟิล์ม ประการที่สาม มีการติดตั้งหน้าแปลนและอินเทอร์เฟซหลายแบบเพื่อเชื่อมต่อชุดปั๊มสุญญากาศ ระบบควบคุมแก๊ส และเซ็นเซอร์
ในการทำงานของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน ความหนาแน่นของสุญญากาศของห้องสุญญากาศจะกำหนดโดยตรงว่าสามารถบรรลุระดับสุญญากาศที่ต้องการได้หรือไม่ จุดรั่วไหลของอากาศทั่วไป ได้แก่ ซีลหน้าแปลน ล็อคประตู และการเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซ ดังนั้น ผู้ผลิตมักจะใช้โอริงคุณภาพสูงในการซีลและดำเนินการทดสอบการตรวจจับรอยรั่วเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าห้องเพาะเลี้ยงจะกันอากาศเข้าไม่ได้ นอกจากนี้ เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนขนาดใหญ่บางรุ่นได้รับการออกแบบให้มีห้องสุญญากาศแบบแยกส่วน ซึ่งสะดวกสำหรับการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนส่วนประกอบภายใน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับวัสดุที่มีความกว้างกว้าง
หน่วยปั๊มสุญญากาศคือ "แหล่งพลังงาน" ที่ดึงอากาศออกจากห้องสุญญากาศของเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนถึงม้วน เนื่องจากกระบวนการเคลือบต้องใช้ระดับสุญญากาศที่แตกต่างกัน ปั๊มสุญญากาศตัวเดียวจึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ ดังนั้นหน่วยปั๊มสุญญากาศของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมักจะประกอบด้วยปั๊มหลายตัวที่มีความเร็วการปั๊มและช่วงสุญญากาศที่แตกต่างกัน ซึ่งทำงานเป็นขั้นตอนเพื่อให้บรรลุระดับสุญญากาศเป้าหมาย
-ปั๊มสุญญากาศแบบเครื่องกล: เนื่องจากเป็นปั๊มขั้นแรก ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อแยกอากาศในห้องสุญญากาศให้อยู่ในสถานะสุญญากาศต่ำ ประเภททั่วไป ได้แก่ ปั๊มใบพัดหมุนและปั๊มราก ปั๊มใบพัดหมุนมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนถึงม้วนขนาดเล็กและขนาดกลาง ปั๊มรากมีความเร็วในการปั๊มขนาดใหญ่และสามารถลดแรงดันในห้องได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งมักใช้ในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนขนาดใหญ่หรือความเร็วสูง
-ปั๊มสุญญากาศสูง: หลังจากที่ปั๊มเชิงกลเสร็จสิ้นขั้นตอนสุญญากาศต่ำ ปั๊มสุญญากาศสูงจะแยกก๊าซที่เหลืออยู่ในห้องเพาะเลี้ยงต่อไปเพื่อให้ได้สถานะสุญญากาศสูงที่จำเป็นสำหรับการเคลือบ ประเภททั่วไป ได้แก่ ปั๊มกระจายและปั๊มโมเลกุล ปั๊มแพร่ใช้ไอน้ำมันอุณหภูมิสูงเพื่อขับเคลื่อนโมเลกุลของก๊าซและมีความเร็วในการปั๊มสูงสำหรับก๊าซที่ไม่ควบแน่น ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนถึงม้วนแบบระเหย ปั๊มโมเลกุลใช้ใบพัดหมุนความเร็วสูงเพื่อ "โจมตี" โมเลกุลของก๊าซและปล่อยออกมา โดยมีระดับสุญญากาศสูงและไม่มีมลพิษจากน้ำมัน ซึ่งเหมาะสำหรับเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วนที่ต้องการชั้นฟิล์มที่มีความบริสุทธิ์สูง
การประสานงานของหน่วยปั๊มสุญญากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน หากความเร็วการสูบของปั๊มเชิงกลไม่เพียงพอ จะทำให้เวลาในการไปถึงสุญญากาศต่ำนานขึ้น หากปั๊มสุญญากาศสูงล้มเหลว ก็จะเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุระดับสุญญากาศเป้าหมาย ซึ่งนำไปสู่ข้อบกพร่องในการเคลือบ ดังนั้นในการบำรุงรักษาเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนในแต่ละวัน จึงจำเป็นต้องตรวจสอบระดับน้ำมันของปั๊มเชิงกลเป็นประจำ ทำความสะอาดตัวกรองของปั๊มโมเลกุล และเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เปราะบางเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงของชุดปั๊มสุญญากาศ
ระบบการขนส่งรางมีหน้าที่รับผิดชอบในการคลี่คลาย ลำเลียง และม้วนวัสดุรางที่มีความยืดหยุ่นในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน ข้อกำหนดหลักคือต้องแน่ใจว่ารางวิ่งด้วยความเร็วคงที่ ความตึงที่มั่นคง และไม่เบี่ยงเบนในระหว่างกระบวนการเคลือบ ความไม่เสถียรใดๆ ในกระบวนการขนส่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ความหนาของฟิล์มไม่สม่ำเสมอ รางยับ หรือความเสียหายที่ขอบ ระบบการขนส่งรางของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนส่วนใหญ่ประกอบด้วยกลไกการคลี่คลาย กลไกการม้วน ระบบควบคุมความตึง และลูกกลิ้งนำทาง
กลไกการคลี่คลายตั้งอยู่ที่ทางเข้าห้องสุญญากาศของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน และใช้เพื่อป้อนวัสดุแผ่นรีดเข้าไปในพื้นที่เคลือบอย่างต่อเนื่อง ส่วนประกอบหลักประกอบด้วยลูกกลิ้งคลี่คลาย ลูกกลิ้งกดราง และอุปกรณ์แก้ไขความเบี่ยงเบน ลูกกลิ้งคลี่คลายเชื่อมต่อกับมอเตอร์ควบคุมความเร็ว ซึ่งจะปรับความเร็วคลี่คลายตามความเร็วการเคลือบ ลูกกลิ้งกดรางใช้เพื่อทำให้รางเรียบและป้องกันไม่ให้ฟองอากาศเข้าไปในห้องสุญญากาศด้วยราง อุปกรณ์แก้ไขความเบี่ยงเบนจะตรวจสอบตำแหน่งขอบของเว็บแบบเรียลไทม์ หากรางเบี่ยงเบน รางจะปรับตำแหน่งของลูกกลิ้งคลี่คลายเพื่อให้แน่ใจว่ารางวิ่งไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
ในการออกแบบกลไกการคลี่คลายสำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน จำเป็นต้องพิจารณาลักษณะของวัสดุแผ่นที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ฟิล์มพลาสติกบางมีแนวโน้มที่จะเสียรูป ดังนั้นลูกกลิ้งที่คลี่คลายจะต้องมีพื้นผิวเรียบและมีความแข็งที่เหมาะสม ฟอยล์โลหะมีความแข็งแกร่งสูง ดังนั้นความเร็วในการคลี่คลายจึงต้องมีเสถียรภาพมากขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนของความตึงเครียด นอกจากนี้ เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนบางรุ่นยังติดตั้งอุปกรณ์อุ่นที่ปลายคลี่คลายเพื่อขจัดความชื้นและสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของราง ซึ่งช่วยปรับปรุงการยึดเกาะของชั้นฟิล์ม
กลไกการม้วนตั้งอยู่ที่ทางออกของห้องสุญญากาศของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน และใช้ในการม้วนแผ่นเคลือบให้เป็นม้วนเรียบร้อย เช่นเดียวกับกลไกการคลี่คลาย นอกจากนี้ยังมีลูกกลิ้งม้วน ลูกกลิ้งกดราง และอุปกรณ์ควบคุมความตึง ลูกกลิ้งคดเคี้ยวถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แรงบิดหรือเซอร์โวมอเตอร์ ซึ่งจะปรับความตึงของขดลวดตามเส้นผ่านศูนย์กลางของรางที่รีด เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของม้วนเพิ่มขึ้น จะต้องลดความเร็วของขดลวดลงเล็กน้อยเพื่อรักษาแรงตึงให้คงที่ ลูกกลิ้งกดรางจะกดแผ่นเคลือบให้แน่นเพื่อหลีกเลี่ยงการม้วนหลวมและรับประกันความหนาแน่นของม้วน
คุณภาพของกลไกการม้วนส่งผลโดยตรงต่อการประมวลผลเว็บในภายหลัง ตัวอย่างเช่น หากความตึงของขดลวดสูงเกินไป ใยอาจยืดออกหรือแตกหักได้ หากความตึงต่ำเกินไป ม้วนอาจหลวมและมีแนวโน้มที่จะลื่นไถลได้ ดังนั้นเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมักจะใช้ระบบควบคุมความตึงแบบวงปิดสำหรับกลไกการขึ้นลาน ซึ่งจะรวบรวมสัญญาณความตึงผ่านเซ็นเซอร์และปรับความเร็วของมอเตอร์แบบเรียลไทม์เพื่อให้เกิดความตึงที่มั่นคงในระหว่างกระบวนการม้วนทั้งหมด
ระบบควบคุมความตึงคือ "ศูนย์ประสาท" ของระบบขนส่งรางในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน โดยประสานกลไกการคลี่คลายและการม้วนเพื่อรักษาแรงตึงของรางให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนด ระบบควบคุมความตึงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ความตึง ตัวควบคุม และแอคทูเอเตอร์ เซ็นเซอร์ความตึงได้รับการติดตั้งระหว่างกลไกการคลี่คลายและการม้วนเพื่อตรวจจับความตึงของรางแบบเรียลไทม์ ตัวควบคุมจะเปรียบเทียบค่าความตึงที่ตรวจพบกับค่าที่ตั้งไว้ และส่งสัญญาณการปรับไปยังแอคชูเอเตอร์ แอคชูเอเตอร์จะปรับความเร็วการคลี่คลายหรือแรงบิดของการม้วนตามสัญญาณเพื่อปรับสมดุลของความตึงเครียด
ในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนความเร็วสูง ความเร็วการตอบสนองของระบบควบคุมแรงดึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากระบบตอบสนองช้าเกินไป ความผันผวนของแรงดึงจะเกิดขึ้นเมื่อความเร็วของรางเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้ความหนาของฟิล์มเบี่ยงเบนไป ดังนั้น เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนขั้นสูงมักจะใช้เซอร์โวมอเตอร์ที่มีความเร็วตอบสนองสูงและตัวควบคุมความตึงแบบดิจิทัลเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและเสถียรภาพของการควบคุมแรงดึง
ลูกกลิ้งนำจะถูกกระจายไปตามเส้นทางการลำเลียงรางของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน รวมถึงด้านในและด้านนอกของห้องสุญญากาศ หน้าที่หลักคือนำทางรางให้วิ่งไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ และตรวจสอบให้แน่ใจว่ารางเรียบในระหว่างกระบวนการเคลือบ ลูกกลิ้งนำทางมักจะทำจากสแตนเลสหรือโลหะผสมอลูมิเนียม และพื้นผิวของมันได้รับการขัดเงาให้มีความเงางามสูงเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ใยเป็นรอย นอกจากนี้ ลูกกลิ้งนำความร้อนบางตัวในห้องสุญญากาศยังมีฟังก์ชันการทำความร้อนหรือความเย็นอีกด้วย: ลูกกลิ้งนำความร้อนสามารถอุ่นรางเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของชั้นฟิล์ม ลูกกลิ้งนำความเย็นสามารถทำให้แผ่นเคลือบเย็นลงได้ทันเวลาเพื่อป้องกันไม่ให้ชั้นฟิล์มเสียหายเนื่องจากอุณหภูมิสูง
ตำแหน่งการติดตั้งและความขนานของลูกกลิ้งนำทางมีผลกระทบอย่างมากต่อสถานะการทำงานของราง หากลูกกลิ้งนำไม่ขนานกัน รางจะเบี่ยงเบน หากพื้นผิวของลูกกลิ้งนำทางปนเปื้อน จะทิ้งรอยไว้บนใย ดังนั้นในการบำรุงรักษาเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนในแต่ละวัน จึงจำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวของลูกกลิ้งนำทางเป็นประจำ และตรวจสอบความขนานและศูนย์กลางของมัน
ระบบแหล่งกำเนิดการเคลือบเป็นส่วนที่สร้างอนุภาคการเคลือบในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนและสะสมไว้บนพื้นผิวของแผ่นเพื่อสร้างชั้นฟิล์ม ประเภทของระบบแหล่งกำเนิดการเคลือบจะกำหนดเทคโนโลยีการเคลือบและประสิทธิภาพของชั้นฟิล์ม ตามเทคโนโลยีการเคลือบที่แตกต่างกัน ระบบแหล่งกำเนิดการเคลือบของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งการระเหย เป้าหมายสปัตเตอร์ และอุปกรณ์ปฏิกิริยา
การเคลือบด้วยการระเหยเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดฟิล์มโลหะและฟิล์มออกไซด์ แหล่งกำเนิดการระเหยเป็นองค์ประกอบหลักของระบบการเคลือบการระเหย ซึ่งจะทำให้วัสดุเคลือบร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงเพื่อให้ระเหยหรือระเหยได้ และอนุภาคไอที่เกิดขึ้นจะลอยไปที่พื้นผิวของแผ่นใยภายใต้การกระทำของสุญญากาศและควบแน่นเพื่อสร้างฟิล์ม แหล่งระเหยทั่วไปในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนประกอบด้วย:
• แหล่งกำเนิดการระเหยของความต้านทาน: ใช้ลวดโลหะที่มีความต้านทานสูงหรือเบ้าหลอมเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุเคลือบ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวัสดุต้านทาน จะทำให้เกิดความร้อนเพื่อละลายหรือระเหยวัสดุเคลือบ แหล่งกำเนิดการระเหยแบบต้านทานมีโครงสร้างเรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการเคลือบวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการให้ความร้อนมีจำกัด และไม่เหมาะสำหรับวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง
• แหล่งกำเนิดการระเหยของลำแสงอิเล็กตรอน: ใช้ปืนอิเล็กตรอนเพื่อปล่อยลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูงซึ่งเน้นไปที่พื้นผิวของวัสดุเคลือบเพื่อให้ความร้อน แหล่งกำเนิดการระเหยของลำอิเล็กตรอนมีอุณหภูมิความร้อนสูงและสามารถระเหยโลหะและอโลหะได้เกือบทั้งหมด นอกจากนี้ ลำแสงอิเล็กตรอนยังมีความเข้มข้น และพื้นที่ให้ความร้อนมีขนาดเล็ก ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของชั้นฟิล์มด้วยวัสดุเบ้าหลอมได้ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนที่ต้องการชั้นฟิล์มที่มีความบริสุทธิ์สูง
• แหล่งกำเนิดการระเหยแบบเหนี่ยวนำ: ใช้กระแสเหนี่ยวนำความถี่สูงเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กสลับ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสเอ็ดดี้ในวัสดุเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อน แหล่งกำเนิดการระเหยแบบเหนี่ยวนำมีความร้อนสม่ำเสมอและประสิทธิภาพสูง ซึ่งเหมาะสำหรับวัสดุเคลือบที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี มักใช้ในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนเพื่อผลิตฟิล์มนำไฟฟ้า
การออกแบบแหล่งระเหยในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนจำเป็นต้องคำนึงถึงความกว้างของรางด้วย สำหรับวัสดุแผ่นที่มีความกว้างกว้าง โดยทั่วไปจะใช้ระบบการระเหยแบบหลายแหล่ง โดยที่แหล่งการระเหยหลายแหล่งจะถูกจัดเรียงตามทิศทางความกว้างของแผ่นเพื่อให้แน่ใจว่าฟิล์มมีความหนาสม่ำเสมอ นอกจากนี้ ระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดการระเหยและแผ่นใยยังส่งผลต่อคุณภาพของฟิล์มด้วย ระยะทางที่สั้นเกินไปจะทำให้ความหนาของฟิล์มไม่เท่ากัน ในขณะที่ระยะทางที่ยาวเกินไปจะลดอัตราการสะสมตัวลง
การเคลือบสปัตเตอร์ริ่งเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่สำคัญอีกประการหนึ่งในเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน ซึ่งเหมาะสำหรับการติดฟิล์มแข็ง ฟิล์มผสม และฟิล์มหลายชั้น เป้าหมายการสปัตเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของระบบการเคลือบสปัตเตอร์ ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศสูง ก๊าซเฉื่อยจะถูกนำเข้าไปในห้องสุญญากาศของเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน และใช้ไฟฟ้าแรงสูงระหว่างชิ้นงานและรางเพื่อแตกตัวเป็นไอออนก๊าซเฉื่อยให้เป็นไอออน ไอออนจะถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้าและถล่มพื้นผิวของเป้าหมาย และอะตอมของเป้าหมายจะถูกกระแทกและเกาะอยู่บนพื้นผิวของแผ่นฟิล์มเพื่อสร้างชั้นฟิล์ม ประสิทธิภาพของเป้าหมายสปัตเตอร์ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและอัตราการสะสมของชั้นฟิล์ม พารามิเตอร์หลักของเป้าหมายสปัตเตอร์ประกอบด้วย:
• ความบริสุทธิ์ของวัสดุ: ความบริสุทธิ์ของวัสดุเป้าหมายจะต้องสูง มิฉะนั้น สิ่งเจือปนจะถูกนำเข้าไปในชั้นฟิล์ม ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของฟิล์ม ตัวอย่างเช่น ในการผลิตฟิล์มนำไฟฟ้า ความบริสุทธิ์ของชิ้นงานจะต้องอยู่ในระดับสูงเพื่อให้มั่นใจถึงสภาพการนำไฟฟ้าของฟิล์ม
• ความหนาแน่น: เป้าหมายที่มีความหนาแน่นสูงจะมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและอัตราการสปัตเตอร์ที่เสถียร ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการสร้างอนุภาคในระหว่างการสปัตเตอร์ได้ ดังนั้นเป้าหมายการสปัตเตอร์ของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมักจะทำโดยการกดร้อนหรือการเผาผนึกเพื่อเพิ่มความหนาแน่น
• ขนาดและรูปร่าง: ขนาดของเป้าหมายถูกกำหนดโดยความกว้างของใย สำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนความกว้าง มีการใช้ชิ้นงานแถบยาวซึ่งจัดเรียงตามทิศทางความกว้างของรางเพื่อให้แน่ใจว่าฟิล์มมีความหนาสม่ำเสมอ นอกจากนี้ รูปร่างของชิ้นงานยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการสปัตเตอร์ด้วย โดยเป้าหมายทรงกระบอกมีพื้นที่สปัตเตอร์ขนาดใหญ่กว่าและมีอัตราการสะสมสูงกว่า ซึ่งเหมาะสำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนความเร็วสูง
เทคโนโลยีสปัตเตอร์ประเภททั่วไปในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน ได้แก่ DC สปัตเตอร์, RF สปัตเตอร์ และแมกนีตรอนสปัตเตอร์ ในหมู่พวกเขาแมกนีตรอนสปัตเตอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด โดยจะเพิ่มสนามแม่เหล็กใกล้กับเป้าหมายเพื่อดักจับอิเล็กตรอน เพิ่มอัตราการไอออไนเซชันของก๊าซเฉื่อย และปรับปรุงอัตราการสปัตเตอร์ เป้าหมายการสปัตเตอร์แมกนีตรอนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตฟิล์มอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น ฟิล์มตกแต่ง และฟิล์มกั้นการทำงาน
การสะสมไอสารเคมีเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่ใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อสร้างสารที่ก่อตัวเป็นฟิล์มบนพื้นผิวของแผ่นใย เหมาะสำหรับการฝากฟิล์มเซรามิกและฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์
อุปกรณ์ปฏิกิริยาของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนส่วนใหญ่ประกอบด้วยห้องปฏิกิริยา ระบบทางเข้าก๊าซ และระบบทำความร้อน ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ก๊าซปฏิกิริยาจะถูกนำเข้าไปในห้องปฏิกิริยา และภายใต้การให้ความร้อนหรือพลาสมา ก๊าซปฏิกิริยาจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อสร้างสารที่ก่อตัวเป็นฟิล์มแข็ง ซึ่งสะสมอยู่บนพื้นผิวของแผ่นใยเพื่อสร้างชั้นฟิล์ม อุปกรณ์ปฏิกิริยาของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมีข้อกำหนดสูงสำหรับการควบคุมสภาวะการเกิดปฏิกิริยา อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลของก๊าซในห้องปฏิกิริยาจะต้องได้รับการควบคุมอย่างถูกต้องเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและความบริสุทธิ์ของชั้นฟิล์ม ตัวอย่างเช่น ในการผลิตฟิล์มกั้นสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยปกติอุณหภูมิของปฏิกิริยาจะถูกควบคุมภายในช่วงที่กำหนด และอัตราการไหลของก๊าซจะถูกปรับตามความเร็วการเคลือบเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของฟิล์มกั้น
เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบแบบระเหยและการเคลือบแบบสปัตเตอร์ การสะสมไอสารเคมีมีข้อดีของการยึดเกาะของฟิล์มที่ดีและความหนาของฟิล์มสม่ำเสมอ แต่อัตราการสะสมจะต่ำกว่า ดังนั้นจึงมักใช้ในเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนที่ต้องการประสิทธิภาพของฟิล์มสูงแต่ความเร็วในการผลิตไม่สูง เช่น การผลิตฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น
กระบวนการเคลือบของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมีความไวต่ออุณหภูมิมาก อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินไปจะส่งผลต่อคุณภาพของชั้นฟิล์มและความเสถียรของอุปกรณ์ ระบบทำความร้อนและความเย็นมีหน้าที่ในการปรับอุณหภูมิของห้องสุญญากาศ วัสดุของราง และแหล่งเคลือบ เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมอุณหภูมิให้คงที่สำหรับกระบวนการเคลือบ
ระบบทำความร้อนของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนส่วนใหญ่มีสองฟังก์ชั่น: การอุ่นวัสดุเว็บและการทำความร้อนในห้องสุญญากาศ
• การอุ่นราง: ก่อนที่รางจะเข้าสู่พื้นที่เคลือบ จะต้องอุ่นก่อนเพื่อขจัดความชื้นและสิ่งสกปรกที่ระเหยได้บนพื้นผิว ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยปรับปรุงการยึดเกาะของชั้นฟิล์มเท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงการเกิดฟองอากาศในชั้นฟิล์มเนื่องจากการระเหยของความชื้นในระหว่างกระบวนการเคลือบอีกด้วย การอุ่นรางโดยปกติจะเสร็จสิ้นโดยลูกกลิ้งอุ่นหรือเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดที่ติดตั้งที่ปลายคลี่คลายของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนถึงม้วน อุณหภูมิในการอุ่นจะถูกกำหนดโดยวัสดุของแผ่นใย ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิในการอุ่นของฟิล์มบางประเภทมักจะอยู่ในช่วงที่กำหนด ในขณะที่อุณหภูมิในการอุ่นของฟอยล์โลหะอาจสูงกว่านั้น
• การทำความร้อนในห้องสุญญากาศ: ในกระบวนการเคลือบบางกระบวนการ ห้องสุญญากาศจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อส่งเสริมปฏิกิริยาทางเคมีของวัสดุเคลือบ การทำความร้อนในห้องสุญญากาศมักทำได้โดยการทำความร้อนแจ็คเก็ตหรือแท่งทำความร้อนที่ติดตั้งไว้ที่ผนังด้านนอกของห้อง แจ็คเก็ตทำความร้อนพันอยู่รอบผนังด้านนอกของห้องสุญญากาศและให้ความร้อนห้องผ่านเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า แท่งทำความร้อนถูกเสียบเข้าไปในห้องและให้ความร้อนแก่สภาพแวดล้อมภายในโดยตรง อุณหภูมิของห้องสุญญากาศจะถูกควบคุมโดยเซ็นเซอร์อุณหภูมิและตัวควบคุม และโดยปกติความแม่นยำจะอยู่ภายในช่วงเล็กน้อย
นอกจากนี้แหล่งกำเนิดการระเหยของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนยังมีระบบทำความร้อนในตัวซึ่งใช้ในการทำความร้อนวัสดุเคลือบจนถึงอุณหภูมิการระเหย อุณหภูมิความร้อนของแหล่งกำเนิดการระเหยถูกควบคุมโดยเทอร์โมคัปเปิ้ลหรือออปติคัลไพโรมิเตอร์ และจำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของอัตราการระเหย
ระบบระบายความร้อนของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนใช้ในการทำความเย็นห้องสุญญากาศ แหล่งเคลือบ และแผ่นใยเคลือบเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป
• การทำความเย็นห้องสุญญากาศ: ในระหว่างการทำงานของเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน หน่วยปั๊มสุญญากาศและแหล่งเคลือบจะสร้างความร้อนจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของห้องสุญญากาศสูงขึ้น หากอุณหภูมิสูงเกินไป จะส่งผลต่อความแน่นหนาของห้องเพาะเลี้ยงและความเสถียรของราง ดังนั้นผนังด้านนอกของห้องสุญญากาศจึงมักจะมีแจ็คเก็ตน้ำหล่อเย็น และน้ำหล่อเย็นจะหมุนเวียนเพื่อระบายความร้อนออกไป สำหรับเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนขนาดเล็ก สามารถใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศได้ แต่ประสิทธิภาพการทำความเย็นต่ำกว่าการระบายความร้อนด้วยน้ำ
• การระบายความร้อนด้วยแหล่งเคลือบ: แหล่งเคลือบจะสร้างความร้อนได้มากในระหว่างกระบวนการเคลือบ หากไม่ระบายความร้อนทันเวลา วัสดุต้นทางจะเสียหาย และอัตราการเคลือบจะได้รับผลกระทบ โดยทั่วไปเป้าหมายการสปัตเตอร์จะถูกทำให้เย็นลงโดยการระบายความร้อนด้วยน้ำภายใน โดยน้ำหล่อเย็นจะไหลผ่านช่องระบายความร้อนภายในเป้าหมายเพื่อนำความร้อนออกไป แหล่งกำเนิดการระเหยของลำอิเล็กตรอนจะถูกทำให้เย็นลงโดยการระบายความร้อนด้วยน้ำหรือการหล่อเย็นด้วยน้ำมัน และสารทำความเย็นจะไหลเวียนผ่านแจ็คเก็ตระบายความร้อนของปืนอิเล็กตรอนเพื่อป้องกันไม่ให้ปืนอิเล็กตรอนร้อนเกินไป
• Web Cooling: หลังจากเคลือบเว็บแล้ว อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความร้อนจากแหล่งเคลือบ หากไม่เย็นลงทันเวลา แผ่นอาจเสียรูปและชั้นฟิล์มอาจถูกออกซิไดซ์ ดังนั้นเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมักจะติดตั้งลูกกลิ้งทำความเย็นที่ทางออกของห้องสุญญากาศ ลูกกลิ้งทำความเย็นเต็มไปด้วยน้ำหล่อเย็นภายใน และแผ่นเคลือบนั้นสัมผัสใกล้ชิดกับลูกกลิ้งทำความเย็นเพื่อให้ระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว
ระบบทำความร้อนและความเย็นของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนเป็นระบบควบคุมแบบวงปิด เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิจะรวบรวมสัญญาณอุณหภูมิแบบเรียลไทม์และส่งไปยังตัวควบคุม ตัวควบคุมจะปรับกำลังทำความร้อนหรืออัตราการไหลของตัวกลางทำความเย็นตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของอุณหภูมิของแต่ละส่วน
ระบบควบคุมคือ "สมอง" ของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วน ซึ่งรวมและควบคุมส่วนประกอบทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทั้งหมดทำงานประสานกัน ลักษณะขั้นสูงและความเสถียรของระบบควบคุมจะกำหนดระดับอัตโนมัติ ประสิทธิภาพการผลิต และคุณภาพการเคลือบของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนโดยตรง
ฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุมของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร เซ็นเซอร์ และแอคชูเอเตอร์
• ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้: ในฐานะที่เป็นแกนหลักของระบบควบคุม มีหน้าที่ในการประมวลผลสัญญาณอินพุตต่างๆ และส่งสัญญาณควบคุมไปยังแอคทูเอเตอร์ ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ของเครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนมักจะใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ ซึ่งสามารถขยายจุดอินพุต/เอาท์พุตตามจำนวนส่วนประกอบ เครื่องเคลือบสูญญากาศแบบม้วนต่อม้วนขั้นสูงใช้ตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ระดับอุตสาหกรรมที่มีความน่าเชื่อถือสูงและความเร็วตอบสนองที่รวดเร็ว
• ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร: เป็นส่วนต่อประสานการทำงานระหว่างผู้ปฏิบัติงานกับเครื่องเคลือบสุญญากาศแบบม้วนต่อม้วน โดยปกติจะเป็นหน้าจอสัมผัส ซึ่งผู้ปฏิบัติงานสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการ ตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์ และดูข้
ติดต่อเราตลอดเวลา
