Système à couches minces à arc sous vide

Système à couches minces à arc sous vide

Détails
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.
Classification des produits
Équipement à couches minces d’évaporation à l’arc
 
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Description
Paramètres techniques

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

 

Paramètre

Spécification

Dimensions de la chambre

Phi 600 mm x 600 mm (personnalisable jusqu'à Phi 1500 mm)

Structure de la chambre

Acier inoxydable 304, double-paroi refroidie à l'eau-, électropolissage interne Ra<= 0.4 um

Pression de base

<= 5.0 x 10^-4 Pa (ISO 3567 compliant)

Pression de service

0,1 Pa - 5.0 Pa

Forfait Pompage

Palette rotative + Souffleur Roots + Diffusion/pompe turbomoléculaire à haute vitesse

Alimentation électrique

Générateurs CC/CC pulsé (10 A - 200 A, ondulation<= 1%)

Biais du substrat

Polarisation CC pulsée : 0 ~ -1 000 V réglable avec suppression d'arc

Sources cathodiques

2 à 6 sources d'arc magnétiques-filtrées ou dirigées (Phi 85 / Phi 100 mm)

Appareil de substrat

Rotation planétaire (1 ~ 10 RPM) avec chauffage jusqu'à 600 C

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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