Il sistema a film sottile ad arco sottovuoto industriale utilizza l'evaporazione ad arco catodico per depositare film sottili metallici, leghe e ceramiche densi e altamente aderenti. Un arco ad alta-corrente e bassa-tensione vaporizza i materiali catodici solidi in un flusso di plasma altamente ionizzato (tasso di ionizzazione del 40% - 80%), garantendo un'eccezionale forza di adesione tra pellicola-e-substrato e tassi di deposizione elevati.
Progettata per la produzione industriale e la ricerca sui materiali avanzati, la piattaforma integra configurazioni multi-catodo, gestione di precisione dei gas reattivi e controllo automatizzato dei processi per rivestimenti industriali come TiN, TiAlN, CrN e DLC.
Specifiche tecniche
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Parametro |
Specifica |
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Dimensioni della camera |
Phi 600 mm x 600 mm (Personalizzabile fino a Phi 1500 mm) |
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Struttura della camera |
Acciaio inossidabile 304, doppia-parete raffreddata ad acqua-, elettrolucidatura interna Ra<= 0.4 um |
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Pressione di base |
<= 5.0 x 10^-4 Pa (ISO 3567 compliant) |
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Pressione di esercizio |
0,1 Pa - 5.0 Pa |
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Pacchetto di pompaggio |
Aletta rotativa + Soffiatore per radici + Pompa di diffusione/turbomolecolare ad alta-velocità |
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Alimentazione ad arco |
Generatori DC/DC pulsati (10 A - 200 A, ondulazione<= 1%) |
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Bias del substrato |
Bias DC pulsato: 0 ~ -1000 V regolabile con soppressione dell'arco |
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Sorgenti catodiche |
2 ~ 6 sorgenti magnetiche-filtrate o ad arco sterzante (Phi 85 / Phi 100 mm) |
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Dispositivo per il substrato |
Rotazione planetaria (1 ~ 10 RPM) con riscaldamento fino a 600 C |
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Architettura di controllo |
PLC + PC industriale touch screen (automazione delle ricette, opzione pronta per CFR 21 Parte 11) |
Caratteristiche principali
Ionizzazione al plasma elevata:La ionizzazione dell'arco catodico (40% - 80%) promuove la nucleazione del film denso, eliminando i difetti della microstruttura colonnare.
Forza di adesione migliorata:La pulizia ionica in-alta{1}}energia raggiunge carichi di graffio critici (Lc) superiori a 40 N sull'acciaio per utensili (verificato ASTM C1624).
Filtrazione magnetica toroidale (opzionale):Devia le traiettorie del plasma per intrappolare ed eliminare le macro-goccioline, producendo nanorivestimenti lisci-privi di difetti-.
Controllo reattivo-a circuito chiuso:I controllori del flusso di massa (MFC) regolano con precisione N2, O2, C2H2 e Ar per la deposizione stechiometrica dei composti.
Manutenzione rapida:Il gruppo catodico a rilascio rapido-consente la sostituzione del target entro 30 minuti.
Configurazione del sistema di vuoto
Fase di sgrossatura e radicazione:Pompa rotativa a palette-a trasmissione diretta e pompa booster meccanica per un prelievo rapido fino a 10 Pa.
Stadio di alto vuoto:Pompa a diffusione dell'olio con trappola fredda ad azoto liquido o pompa turbomolecolare a levitazione magnetica (1600 L/s) che raggiunge < 5 x 10^-4 Pa.
Indicatori e interblocchi:Doppi misuratori di ionizzazione Pirani e catodo freddo abbinati a valvole a saracinesca pneumatiche automatizzate e interblocchi PLC.
Compatibilità dei materiali di evaporazione e del substrato
Cathode Targets (Purity >= 99.95%):
Metalli:Ti, Cr, Al, Zr, Cu, Mo, W, Ag, Au
Leghe/Composti:TiAl, TiSi, CrAl, WC, Grafite (C)
Materiali del substrato:
Acciai per utensili:SKH51, M2, D2, inserti in metallo duro
Leghe:Acciaio inossidabile 304/316L, Inconel, Ti-6Al-4V
Ceramica/Vetro:Allumina, quarzo (è richiesta l'attivazione della superficie)
Applicazioni
Strumenti di taglio e formatura:Rivestimenti TiN, TiAlN e AlCrN su punte, frese e matrici per stampaggio (durezza: 2500 - 3200 HV).
Componenti automobilistici:Rivestimenti a basso-attrito e resistenti all'usura-su fasce elastiche e perni di iniezione del carburante.
Hardware decorativo:Finiture metalliche funzionali (oro, oro rosa, nero canna di fucile) per hardware di consumo.
Impianti biomedici:Rivestimenti duri biocompatibili su dispositivi chirurgici e odontoiatrici (profili compatibili ISO 10993).
Opzioni di personalizzazione
Scala della camera:Camere rettangolari o cilindriche allargate per lotti-di volume elevato.
Configurazioni ibride:Integrazione a doppia-tecnologia che abbina sorgenti ad arco catodico con sputtering di magnetron sbilanciato (UBMS).
Modalità bias:Integrazione della polarizzazione RF per substrati isolanti o semiconduttori.
Integrazione dei dati:Protocolli OPC UA/Modbus TCP per connettività MES.
Controllo qualità e test
Eseguito secondo gli standard di gestione della qualità ISO 9001:
Rilevamento perdite di elio:Test con spettrometro di massa su tutte le saldature (tasso di perdita del sistema<= 1.0 x 10^-9 Pa*m^3/s, ISO 3529 compliant).
Sicurezza elettrica:Resistenza di isolamento e continuità di messa a terra verificate secondo CE/IEC 60204-1.
Convalida funzionale:Funzionamento a secco meccanico ed elettrico continuo di 72 ore.
Test di accettazione in fabbrica (FAT):Deposizione di prova che verifica l'uniformità dello spessore (+/- 5%) e le metriche di adesione sui coupon di prova del cliente.
Installazione e supporto tecnico
Pre-controllo della struttura:Complete utility blueprint detailing cooling water (>= 5 m^3/h), capacità di potenza e scarico.
Messa in-commissione in loco:Posizionamento meccanico, collegamento alle utenze e qualificazione del vuoto supervisionati da parte di ingegneri sul campo.
Formazione degli operatori:Programma pratico di 5-giorni che copre il funzionamento di routine, la manutenzione, la sostituzione dei target e la programmazione del PLC.
Servizio del ciclo di vita:Diagnostica remota VPN sicura e spedizione di pezzi di ricambio critici entro 48 ore.
Domande frequenti
D: In che modo la filtrazione magnetica influisce sulla velocità di deposizione?
R: Mentre i filtri magnetici eliminano completamente le macro-goccioline per superfici ottiche/elettroniche di precisione, il percorso di sterzo del plasma riduce il tasso di deposizione effettivo di circa il 20% - 30% rispetto alle configurazioni dirette dell'arco di sterzo non-filtrate.
D: Qual è l'intervallo tipico di sostituzione del target?
R: Un target in titanio Phi standard da 100 mm utilizzato a 100 A produce 60 - 100 lotti di produzione, a seconda dello spessore della pellicola e del ciclo di lavoro.
D: I substrati non-conduttivi sono compatibili con questo sistema?
R: Sì, a condizione che sia specificata una configurazione di polarizzazione DC o RF pulsata per prevenire l'accumulo di carica superficiale e la formazione di archi durante il bombardamento ionico.
D: Quali sono gli esatti parametri di utilità della struttura per l'unità standard?
R: Alimentazione: trifase, 380 V +/-- 10%, 50/60 Hz (~45 kW totali).
Cooling Water: >= 5 m^3/h a 0.2 - 0.3 MPa (15 C - 25 C).
Aria compressa: 0.5 - 0.7 MPa per l'attuazione pneumatica.
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