Pendahuluan tentang Vacuum Coating dengan Evaporasi Termal 7 Januari 2021
Apa yang dimaksud dengan penguapan termal?
Tekanan uap saturasi dari berbagai logam
2 metode pelapisan vakum dengan evaporasi termal
Bahan harus dipanaskan ke suhu yang mengakibatkan tekanan uap tinggi secara substansial, yang membatasi penggunaan bahan dengan tingkat peleburan tinggi dan pilihan wadah. Penguapan dapat dicapai dengan memanaskan kawat secara listrik atau menyimpannya dalam krusibel konduktif yang terbuat dari bahan dengan titik leleh yang jauh lebih tinggi. Oksida dapat diuap dari evaporator berbentuk kapal. Gambar 2 menunjukkan pilihan berbagai evaporator termal.
Contoh penguap
Tekanan dasar yang diperlukan dalam perangkat pelapisan adalah 10 -07 -10 -05 mbar tergantung pada kualitas lapisan yang diperlukan. Hal ini termasuk:
- Pastikan jalur bebas rata-rata atom yang menguap jauh lebih panjang daripada jarak dari sumber ke substrat. Hal ini memastikan atom tiba tanpa tersebar oleh molekul gas residu.
- Berikan permukaan yang bersih, jika tidak, atom yang menguap tidak akan menempel dengan baik, membentuk lapisan yang tidak stabil.
Bahan ini juga dapat dilelehkan dengan sinar elektron. Bahan-bahan tersebut kemudian dapat menguap pada suhu yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan laju evaporasi yang lebih tinggi dan kemampuan untuk melelehkan bahan oksida. Krusibel berpendingin air memastikan bahwa bahan krusibel yang menguap tidak akan mencemari film. Laju evaporasi dapat dikontrol dengan memvariasikan daya sinar elektron. Sinar elektron dibelokkan sebesar 270 derajat melalui magnet, seperti terlihat pada Gambar 3. Dengan mengayunkan sinar, massa cair dapat disimpan pada suhu homogen dan digunakan hingga kapasitas penuh.
Perlu diingat bahwa investasi awal dalam jenis perangkat ini sedikit lebih tinggi, karena pasokan tegangan tinggi dan saluran masuk air pendingin diperlukan.
Sistem vakum untuk evaporasi termal
Secara umum, sistem vakum untuk evaporator termal memerlukan waktu evakuasi satu jam atau kurang dari atmosfer hingga tekanan dasar 10 -06 mbar.
Sebagian besar unit saat ini menggunakan pompa turbomolekul dalam kisaran 300-1000 l/s, didukung oleh pompa rotary vane dua tahap, pompa dry scroll atau roots multi-tahap. Idealnya, pompa turbomolekul ini dipasang secara horizontal. Hal ini mencegah serpihan (serpihan dari lapisan, filamen, sekrup kecil, dll.) dari jatuh ke dalam pompa. Sebagian besar sistem tidak menggunakan katup di depan pompa turbomolekuler.
Shutter - yang dioperasikan secara manual atau elektrik/pneumatik - terletak di atas evaporator. Hal ini menghindari pelapisan seluruh ruang secara terus-menerus saat material yang menguap panas, memanas, atau mendingin. Hal ini juga memastikan lapisan yang dapat direproduksi dapat diproduksi dengan memperbaiki waktu. Sebagian besar unit juga menggunakan monitor film tipis untuk mengukur (dan mengontrol) ketebalan lapisan pelapisan.
Aplikasi umum evaporasi termal
Lapisan film tipis untuk optik
Penguapan termal sering digunakan untuk melapisi optik dan lensa oftalmik. Beberapa lapisan diuap untuk meningkatkan sifat lensa. Di antaranya adalah lapisan anti-pantul, lapisan keras, perlindungan terhadap sinar inframerah atau ultraviolet, pelindung matahari, dan lapisan cermin. Ruang vakum memiliki diameter hingga 1500 mm - masing-masing menampung hingga beberapa ratus lensa, tergantung pada diameternya. Lensa dipasang dalam kalot berputar yang dirancang khusus untuk memastikan lapisan tipis yang seragam pada semua produk dalam satu batch. Oleh karena itu, sistem vakum terdiri dari pompa turbomolekuler yang lebih besar di kelas 2000 /s atau pompa kriogenik yang dikombinasikan dengan sistem vakum depan blower roots kecil.
Lapisan film tipis untuk kemasan konsumen
Mesin pelapis yang lebih besar biasanya menciptakan pelapisan web untuk foil kemasan. Film seperti aluminium diaplikasikan ke foil plastik dalam web coater "roll-to-roll". Film tipis ini menciptakan penghalang pelindung terhadap udara dan kelembapan yang memperpanjang kesegaran dan masa simpan barang konsumen.
Pada mesin produksi ini dengan throughput foil tinggi (beberapa meter per detik!) aliran gas ke dalam sistem vakum sangat besar. Permukaan foil besar yang akan dilapisi menghasilkan degassing dalam jumlah besar. Secara umum, sistem vakum terdiri dari pompa difusi oli besar untuk memompa udara yang didukung oleh panel dingin untuk mengondensasikan uap air. Panel dingin ini didinginkan oleh lemari es kriogenik, atau cryochiller, terkadang disebut "Mesin Polycold".
Cryochiller khusus dirancang untuk mendinginkan hingga suhu 110 K. Ini memberikan kecepatan pemompaan hingga 200.000 l/dtk untuk uap air di dalam ruangan. Vakum awal dihasilkan oleh sistem blower roots.
Aplikasi lainnya adalah produksi perhiasan kostum. Efek optik dihasilkan oleh lapisan khusus yang menempel melalui penguapan termal.
Seperti yang dapat Anda bayangkan, daftar aplikasi semacam itu dapat terus berlanjut. Seri postingan blog ini hanyalah pengantar untuk memulai aplikasi sistem vakum dan bidang yang menarik ini. Dalam postingan blog kami berikutnya, kami akan melanjutkan perjalanan kami dan memperkenalkan teknologi sputter dan beberapa aplikasi umumnya.
Artikel terkait
