Вакуумные методы нанесения покрытий

    Презентация Григорьева Василия Юрьевича для посетителей 13-й Международной выставки технологий, оборудования и материалов для обработки поверхности и нанесения покрытий ЭкспоКоатинг-2015, 28 октября 2015 года, посвящённая краткому обзору современных методов нанесения покрытий в вакууме.

    Вакуумные методы нанесения покрытий

    ООО «Лаборатория вакуумных технологий», Зеленоград

    Преимущества вакуумных методов

    • Неагрессивная среда
    • Стабильность технологии
    • Низкие эксплуатационные расходы
    • Экологичность
    • Возможность нанесения нестехиометрических составов

    Методы вакуумного напыления

    Термическое напыление

    • Высокая скорость напыления
    • Можно напылять хоть на сахар
    • Только для материалов с высоким давлением пара
    • Фракционирование нельзя напы лять сплавы –
    • Маленький объём загрузки материала

    Вакуумное дуговое напыление

    • Высокая скорость напыления
    • Возможность напыления сплавов и соединений (нитридов, оксидов)
    • Наличие капельной фазы
    • Низкая цена оборудования
    Вакуумное дуговое напыление

    Магнетронное напыление

    • Широкий спектр напыляемых материалов
    • Возможность напыления сплавов и соединений (нитридов, оксидов)
    • Отсутствие капельной фазы
    • Стабильность технологии, возможность полной автоматизации
    Магнетронное напыление

    Термическое испарение в магнетронном разряде (ТИМР)

    • Высокая скорость напыления (до 40 мкм/мин на неподвижную подложку)
    • Низкий уровень нагрева подложки
    • Плотная кристаллическая структура плёнки
    • Хорошая адгезия
    Термическое испарение в магнетронном разряде (ТИМР)

    НО:

    Только металлы Cu, Cr, Sn, Ar, Au, In

    Термическое испарение в магнетронном разряде (ТИМР)

    1. Разогрев мишени в магнетронном разряде в среде инертного газа
    2. Обезгаживание мишени под заслонкой
    3. Отключение газа
    4. Напыление

    Процесс нанесения меди с использованием ТИМР

    1. Разогрев мишени в магнетронном разряде в среде инертного газа. Очистка поверхности изделий в среде газоразрядной плазмы
    2. Плавление и обезгаживание мишени под заслонкой
    3. Отключение газа
    4. Напыление

    Процесс нанесения меди с использованием ТИМР

    Процесс нанесения меди с использованием ТИМР

    Напыление переходного слоя с плазменным ассистированием

    Процесс нанесения меди с использованием ТИМР

    Отключение газа

    Напыление 1 мкм/мин на карусель

    (10 грамм меди в минуту)

    Мощность 2,5 кВт

    Хромирование

    Методы:

    • Магнетронное распыление
    • Термическое испарение
    • Метод ТИМР

    Преимущества вакуумных методов:

    • Низкая стоимость
    • Экологическая безопасность (бесхроматная технология!)
    • Высокие качества покрытий
    • Гибкое управление химическим составом

    Хром на Д16 в сочетании с плазменной обработкой на плоскую деталь без вращения

    Передняя сторона 7 мкм
    Задняя сторона 1,5 мкм

    Время нанесения – 10 минут

    Хром на Д16 в сочетании с плазменной обработкой

    Плазмохимическое осаждение из газовой фазы

    Осаждение SiO2, S3N4, α:CH и других

    • Диэлектрические покрытия (изоляторы)
    • Оптические покрытия
    • Износостойкие и декоративные покрытия
    • Беспористые покрытия, большие скорости осаждения (порядка 1 мкм/мин)

    Плазмохимическое травление и восстановление

    • Травление органических материалов в кислородной или водородной плазме
    • Травление кварца, полупроводниковых материалов в галогенной плазме
    • Восстановление окисленных поверхностей в водородной плазме
    • Снятие DLC и α:CH

    Современное оборудование должно удовлетворять следующим требованиям:

    • безмасляный вакуум;
    • полная автоматизация техпроцесса;
    • уменьшение энергоемкости установок и процессов;
    • гибкая конфигурация под различные применения. Возможность перепрофилирования под новое применение;
    • автономность и контроль энергообеспечения — вода, газы, сжатый воздух;
    • ужесточение требований по весогабаритным характеристикам;
    • ужесточение требований по электробезопасности, генерации помех и тому подобное;
    • снижение времени простоев за счёт увеличения надёжности работы и ускорения обслуживания.

    Мы предлагаем:

    • технологические устройства собственной разработки и производства;
    • свои вакуумные посты;
    • программное обеспечение своей разработки, на открытом исходном коде;
    • свои технологии и свой штат технологов;
    • налаженное серийное производство всего вышеперечисленного (включая обучение технологов).
    Технологические устройства собственной разработки и производства
    Свои вакуумные посты

    Автоматизация

    • Полная автоматизация вакуумного цикла и технологического процесса
    • Запись всех параметров внешней и технологической сред
    • Автоматическая диагностика неисправностей
    • Удалённое управление и контроль
    • Технологические консультации

    Серия «Ника-2012»

    Современный аналог колпаковых машин серии УВН-71.

    Состав: Камера нерж. Ø400х350 / Ø500х400 мм с рубашкой охлаждения.

    Безмасляная откачка (ТМН / КГН).

    Площадь в плане 2 м2,, с зоной обслуживания - 3 м2.

    Подвижный нижний фланец: 4 позиции ISO63 для устройств на выбор

    Плоская карусель для односторонней обработки (6 круглых подложек Ø100 мм / 12 прямоугольных 60х48 мм) или система с переворотом подложек для двусторонней. Быстрая замена карусели под различные подложки.

    Верхний фланец: 5 отверстий ISO63, возможна установка нагревателя и кварцевого измерителя толщины покрытий.

    3 смотровых окна с заслонками, возможна замена на фланец ISO160 с дополнительным оборудованием.

    Серия «Ника-2012»

    Напылительные установки Ника-2013

    Установка напыления проводящих слоев Ника-2013 ПС

    Назначение: Установка для нанесения толстых металлических слоёв методом магнетронного распыления (термовакуумного испарения в магнетронном разряде) на керамические подложки. Адгезию проводящего слоя обеспечивает напыление металлического (Cr, Ti, Ta) / диэлектрического подслоя (в последнем случае минимизируются резистивные потери в СВЧ схемах).

    Технологии: Ионная очистка подложек. Магнетронное распыление металлических мишеней. Магнетронное распыление магнитных материалов (никель). Термовакуумное испарение в магнетронном разряде с высокой скоростью нанесения (до 1 мкм/мин на вращающуюся карусель, до 60 мкм полной толщины на всю загрузку). Напыление диэлектрического подслоя (опционально).

    Состав: Ионный источник ИИ-400. Магнетрон-400 для напыления металлического (Cr, Ti, Ta) / диэлектрического подслоя. Магнетрон-400 для нанесения толстого слоя металла (Cu, Ag) методом термовакуумного испарения в магнетронном разряде. Магнетрон-400 для нанесения защитного слоя Ni. Барабан для одностороннего / двустороннего напыления. 2 канала подачи рабочих газов. Нагреватель (опционально).

    Напылительные установки Ника-2013

    Напылительные установки Ника-2015

    Промышленные напылительные установки большой производительности. Предназначены для нанесения декоративных, упрочняющих, жаростойких покрытий на различные изделия. Цилиндрическая камера с вертикальной осью из нержавеющей стали Ø700х700 мм с рубашкой охлаждения.

    Безмасляная откачка (КГН или ТМН).

    1 дверь для загрузки/выгрузки изделий, 2 дополнительные двери для обслуживания внутрикамерной оснастки и технологических устройств. При установке в чистое помещение, обслуживание полностью производится из «серой» зоны. Вертикальное расположение барабана позволяет снизить количество дефектов поверхности, вызванных оседанием пыли. Технологические устройства устанавливаются внутри и снаружи от барабана (карусели) с изделиями/подложками. 4 позиции для установки внутри барабана, 9 позиций — снаружи. Высота зоны обработки — до 500 мм. Площадь с зоной обслуживания – 5 м2 Технологии: двустороннее напыление проводящих слоёв на плоские подложки (128 подложек 60х48), нанесение упрочняющих покрытий на инструмент, нанесение термобарьера.

    Электропитание: 380В, 50 Гц, 8..45 кВт.

    Габариты: 1600х800х1900.

    Масса 800 кг.

    Напылительные установки Ника-2015

    Установки для крупных изделий или больших партий

    «Ника-2012», «Ника-2013» и «Ника-2014» - вакуумные технологические установки промышленного и научно-исследовательского назначения для нанесения покрытий и ионно-

    плазменной обработки. Установки легко модифицируются под конкретную производственную или научно-исследовательскую задачу. Полностью автоматическое управление.

    3 серии установок, 8 модификаций (РС, ПС, ИН, ТН, ПХО, ПХТ, МО/МТ).

    Технологии и задачи, реализуемые на установках «Ника»

    • Магнетронное напыление металлов, сплавов, полупроводников и диэлектриков,
    • Сверхскоростное магнетронное напыление металлов (Cu, Sn, In, Ag, Cr, Ni, Ti)
    • Реактивное магнетронное напыление диэлектриков из металлических и полупроводниковых мишеней: SiO2, Si3N4, TiO2, TiN, ITO, ZnO, Al2O3, AlN, MgO, Ta2O5, TaN и пр.;
    • Ионная и ионно-плазменная очистка подложек перед напылением, в том числе в водородной или кислородной плазме или атомарном водороде;
    • Ионное и ионно-плазменное ассистирование при напылении различными способами;
    • Ионно-плазменные азотирование и нитроцементация;
    • Плазмохимическое осаждение диэлектриков;
    • Плазмохимическое травление материалов (SiO2, Si3N4, моноSi и поликремний, GaAs, GaN, фоторезист, полиимид).

    Лаборатория вакуумных технологий (Beams&Plasmas™), Зеленоград — разработка и производство вакуумного оборудования для нанесения покрытий. Новейшие технические решения, высокая надежность и производительность, простота в обслуживании, разумные цены — отличительные черты оборудования. Компания поддерживает инициативу Правительства РФ поимпортозамещению: уровень локализации производства составляет более 90%.

    Технологическое оборудование вакуумных систем (магнетроны, ионные источники, генераторы плазмы, согласующие, блоки вакуумной системы, датчики и комплектующие)

    • Консультации по техническим и технологическим вопросам
    • Сервисное обслуживание и ремонт вакуумного оборудования
    • Модернизация

    ООО "Лаборатория вакуумных технологий"

    Адрес: 124460, г. Москва, г. Зеленоград, пр. 4922 (Озерная аллея), д.4 стр.3 (технопарк ЭЛМА),

    Телефон: +7 499 346 20 20,

    www.vaclab.ru Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.