







真空镀膜设备需要的环境要求
真空镀膜设备要在真空条件下工作,因此该设备要满足真空对环境的要求。真空对环境的要求,一般包括真空设备对所处实验室(或车间)的温度、空气中的微粒等周围环境的要求,和对处于真空状态或真空中的零件或表面要求两个方面。
这两个方面是有密切联系的。周围环境的好坏直接影响真空设备的正常使用;而真空设备的真空室或装入里面的零件是否清洗,又直接影响设备的性能。如果空气中含有大量的水蒸气和灰尘,在真空室没有经过清洗的情况下用油封机械泵去抽气,要达到预期的真空度很难的。众所周,油封式机械泵不宜抽除对金属有腐蚀性、对真空油其反应的以含有颗粒尘埃的气体。水蒸气为可凝性气体,当大量抽除可凝性气体时,对泵油的污染会更加严重,结果使泵的极限真空下降,*坏了泵的抽气性能。
工业环境中的粉尘是以粉状体、眼无题、粉尘来区分的。粉状体是粉末或固体颗粒的集合或分散状态的物质。所谓粉末是指微小的固体颗粒的集合,而颗粒是指能够一个一个计数的微小物质。烟雾体是以固体或液体的微小颗粒呈浮状态存在于气体中的物质体系。物质无论是固体还是液体,凡是呈颗粒状态均可统称为尘粒。以尘粒直径的大小来确定空气清洁度的标准,从而定制出洁净室的等级。不仅适合于有洁净要求的工业部门,也适合于真空对洁净环境的要求。
真空镀膜机的真空室设计方法
真空镀膜技术是在真空条件下采用物理或者化学方法,使物体表面获取所需膜体,真空镀膜技术根据其采用方法的不同科分成蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积以及分子束外延等,这次分析的镀膜设备采用的是磁控溅射镀膜。
真空室是真空设备的一个主要组成部位,真空镀膜设备真空室设计主要考虑的就是密封性和可靠性,结构必须要合理,真空设备的材料生产都是在真空室内进行的,材料对真空度的影响要小,设计不能马虎,要注意一些问题。
使用磁控溅射的真空镀膜机一般采用的是圆筒主体结构,结构上要保证快速抽空,因气袋会缓慢的放气,因此要避免出现隔离孔穴,真空系统上端会加装磁控溅射枪,为了使真空室和元件有足够的强度,保证在外部和内部的作用力下不产生形状的变化,厚度需要足够。
焊接是真空室制造中的一道关键工序,保证焊接之后的真空室不会产生漏气现象,须合理设计焊接结构,提高焊接质量,处在超高真空的内壁粗糙度要抛光使室外室内表面很光洁,须特别注意的是需做好防止生锈的措施。
真空镀膜机真空室形变带来的影响
为尽量减小真空镀膜机真空室形变带来的影响,我们将导轨、丝杆等传动件固定于一个刚性的中间层上,其与真空室底壁之间采用点、线、面活性支撑,以吸收和隔离形变,并设置形变补偿调节机构,在系统抽真空之前,参照有限元计算提供的理论数据预设适当的补偿量,以使其在真空状态下达到平衡。
为了验证有限元计算的结果,对真空室的形变和补偿进行了测试。首先,将四只千分表**在工作台安装基点的真空壁外侧,当真空室由大气抽到真空时,记录各千分表的变化量,经处理后为用激光自准直仪调整设备形变补偿。
由水平调整的自准直仪发出一束激光穿过真空室的玻璃窗照射固定于工作台上的反射镜,在大气环境下调整设备形变补偿调节机构,使反射光束进入自准直仪接收视场,记录两维角度偏差。
按有限元计算的真空状态下的补偿量再次调整,显然,此时的反射光束已远离自准直仪接收视场,但一旦真空室进入真空状态,反射光束又重新进入自准直仪的接收视场,记录此时的两维角度偏差。前后两次显示的两维角度偏差基本吻合。
工作台运动副的润滑及对真空环境的影响工作台的扫描是处于真空室环境下的频繁运动,除用滚动代替滑动来降低摩擦系数外,在导轨、丝杆等运动副之间采取良好的润滑是保证刻蚀装置长时间正常运行的必要条件。
真空中的润滑的方式通常有镀固体润滑膜和直接使用润滑剂等镀膜容易*坏导轨的运动精度,且工艺复杂。
为此,我们测试了一种市场商品――二硫化钼润滑剂的润滑效果,将该润滑剂直接喷涂在运动副表面,并用四极质谱仪分析了该润滑剂在真空中挥发出的气体的主要成分。
