Le système industriel de couches minces à arc sous vide utilise l’évaporation à l’arc cathodique pour déposer des couches minces denses et hautement adhérentes de métaux, d’alliages et de céramique. Un arc à courant élevé-et à basse tension-vaporise les matériaux cathodiques solides en un flux de plasma hautement ionisé (taux d'ionisation de 40 % - 80 %), garantissant une force de liaison exceptionnelle du film-au-substrat et des taux de dépôt élevés.
Conçue pour la production industrielle et la recherche sur les matériaux avancés, la plate-forme intègre des configurations multi-cathodes, une gestion précise des gaz réactifs et un contrôle automatisé des processus pour les revêtements industriels tels que TiN, TiAlN, CrN et DLC.
Spécifications techniques
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Paramètre |
Spécification |
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Dimensions de la chambre |
Phi 600 mm x 600 mm (personnalisable jusqu'à Phi 1500 mm) |
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Structure de la chambre |
Acier inoxydable 304, double-paroi refroidie à l'eau-, électropolissage interne Ra<= 0.4 um |
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Pression de base |
<= 5.0 x 10^-4 Pa (ISO 3567 compliant) |
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Pression de service |
0,1 Pa - 5.0 Pa |
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Forfait Pompage |
Palette rotative + Souffleur Roots + Diffusion/pompe turbomoléculaire à haute vitesse |
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Alimentation électrique |
Générateurs CC/CC pulsé (10 A - 200 A, ondulation<= 1%) |
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Biais du substrat |
Polarisation CC pulsée : 0 ~ -1 000 V réglable avec suppression d'arc |
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Sources cathodiques |
2 à 6 sources d'arc magnétiques-filtrées ou dirigées (Phi 85 / Phi 100 mm) |
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Appareil de substrat |
Rotation planétaire (1 ~ 10 RPM) avec chauffage jusqu'à 600 C |
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Architecture de contrôle |
PLC + PC industriel à écran tactile (automatisation des recettes, option prête pour CFR 21 Part 11) |
Principales fonctionnalités
Ionisation élevée du plasma :L'ionisation par arc cathodique (40 % - 80 %) favorise la nucléation d'un film dense, éliminant les défauts de microstructure colonnaire.
Force d'adhérence améliorée :Le nettoyage ionique à haute énergie-in situ-atteint des charges de rayures critiques (Lc) supérieures à 40 N sur l'acier à outils (vérifié ASTM C1624).
Filtration magnétique toroïdale (en option) :Dévie les trajectoires du plasma pour piéger et éliminer les macro-gouttelettes, produisant ainsi des-nanorevêtements lisses et sans défauts-.
Contrôle réactif en boucle fermée{{0} :Les contrôleurs de débit massique (MFC) régulent avec précision N2, O2, C2H2 et Ar pour le dépôt de composés stoechiométriques.
Entretien rapide :L'assemblage cathodique à dégagement rapide-permet le remplacement de la cible dans les 30 minutes.
Configuration du système de vide
Étape d'ébauche et d'enracinement :Palette rotative à entraînement direct-et pompe de surpression mécanique pour un rabattement rapide jusqu'à 10 Pa.
Étape de vide poussé :Pompe à diffusion d'huile avec piège froid à azote liquide ou pompe turbomoléculaire à lévitation magnétique (1600 L/s) atteignant < 5 x 10^-4 Pa.
Jauges et verrouillages :Jauges d'ionisation doubles Pirani et à cathode froide associées à des vannes pneumatiques automatisées et des verrouillages PLC.
Matériaux d'évaporation et compatibilité des substrats
Cathode Targets (Purity >= 99.95%):
Métaux :Ti, Cr, Al, Zr, Cu, Mo, W, Ag, Au
Alliages/Composés :TiAl, TiSi, CrAl, WC, graphite (C)
Matériaux de substrat :
Aciers à outils :SKH51, M2, D2, plaquettes carbure
Alliages :Acier inoxydable 304/316L, Inconel, Ti-6Al-4V
Céramique/Verre :Alumine, quartz (activation de surface requise)
Applications
Outils de coupe et de formage :Revêtements TiN, TiAlN et AlCrN sur forets, fraises en bout et matrices d'emboutissage (dureté : 2500 - 3200 HV).
Composants automobiles :Revêtements à faible-friction et résistant à l'usure-sur les segments de piston et les axes d'injection de carburant.
Quincaillerie décorative :Finitions métalliques fonctionnelles (or, or rose, noir bronze) pour le matériel grand public.
Implants biomédicaux :Revêtements durs biocompatibles sur dispositifs chirurgicaux et dentaires (profils compatibles ISO 10993).
Options de personnalisation
Échelle de chambre :Chambres rectangulaires ou cylindriques agrandies pour les lots-de gros volumes.
Configurations hybrides :Intégration technologique double- associant des sources d'arc cathodiques à une pulvérisation magnétron déséquilibrée (UBMS).
Modes de biais :Intégration de polarisation RF pour substrats isolants ou semi-conducteurs.
Intégration des données :Protocoles OPC UA / Modbus TCP pour la connectivité MES.
Contrôle qualité et tests
Exécuté selon les normes de gestion de la qualité ISO 9001 :
Détection de fuite d'hélium :Tests au spectromètre de masse sur toutes les soudures (taux de fuite du système<= 1.0 x 10^-9 Pa*m^3/s, ISO 3529 compliant).
Sécurité électrique :Résistance d'isolation et continuité de mise à la terre auditées selon CE/IEC 60204-1.
Validation fonctionnelle :Fonctionnement à sec mécanique et électrique continu de 72 heures.
Tests d'acceptation en usine (FAT) :Dépôt d'essai vérifiant l'uniformité de l'épaisseur (+/- 5 %) et les mesures d'adhésion sur les coupons de test clients.
Installation et assistance technique
Pré-vérification de l'établissement :-Complete utility blueprint detailing cooling water (>= 5 m^3/h), capacité de puissance et ventilation d'échappement.
Sur-Mise en service sur site :Placement mécanique supervisé, branchement des services publics et qualification du vide par des ingénieurs sur le terrain.
Formation des opérateurs :Programme pratique de 5 -jours couvrant le fonctionnement de routine, la maintenance, le remplacement de cibles et la programmation de l'automate.
Service de cycle de vie :Diagnostics à distance VPN sécurisés et expédition des pièces de rechange critiques sous 48 heures.
Foire aux questions
Q : Comment la filtration magnétique affecte-t-elle le taux de dépôt ?
R : Alors que les filtres magnétiques éliminent complètement les macro-gouttelettes pour les surfaces optiques/électroniques de précision, le chemin de direction du plasma réduit le taux de dépôt effectif d'environ 20 % - 30 % par rapport aux configurations d'arc de direction directes non-filtrées.
Q : Quel est l’intervalle de remplacement cible typique ?
R : Une cible en titane Phi standard de 100 mm fonctionnant à 100 A produit 60 - 100 lots de production, en fonction de l'épaisseur du film et du cycle de service.
Q : Les substrats non-conducteurs sont-ils compatibles avec ce système ?
R : Oui, à condition qu'une configuration de polarisation CC ou RF pulsée soit spécifiée pour empêcher l'accumulation de charges de surface et la formation d'arcs pendant le bombardement ionique.
Q : Quels sont les paramètres exacts des installations pour l'unité standard ?
A : Alimentation : triphasée, 380 V +/- 10 %, 50/60 Hz (~45 kW au total).
Cooling Water: >= 5 m^3/h à 0.2 - 0.3 MPa (15 C - 25 C).
Air comprimé : 0.5 - 0.7 MPa pour l'actionnement pneumatique.
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