Модернизация вакуумной установки НВВ

Направляю Вам предложения к вопросу «Получение качественных вакуумных покрытий» Для формирования качественных покрытий, которые особенно необходимы в дорогостоящих и ответственных изделиях, целесообразно учитывать следующие условия:

1. Подготовку поверхности.
2. Состав остаточной среды.
3. Зарождение и формирование покрытия.

1. Подготовка поверхности

Подготовка поверхности разделяется на два этапа - в атмосферных условиях и очистка поверхности в вакуумной камере ионами материала катода и ионами технологических газов.

Что касается очистки в атмосферных условиях, то известен широкий набор оборудования, промывки, сушки др. в различных рабочих растворах и средах. Наиболее прецизионным способом является очистка ионами газа и с дальнейшим переходом (если позволяет материал подложки и катода) на очистку ионами материала катода. При этом следует отметить, что ионный источник газа должен иметь регулируемое анодное напряжение от 100 вольт и выше. Кроме того, ионный источник должен обеспечивать режим сопутствующий ионной обработки (ассистирования) при давлениях 10^-3-10^-2 мм рт.ст., а также быть устойчивым при возникновении микродуг, которые возникают в процессе очистки. Для таких условий работы предлагается ионный источник с импульсным блоком питания мощностью 2-2.5 кВт.

2. Состав остаточной среды

Остаточная среда в вакуумной камере в основном определяется тремя составляющими:

1. Потоком технологического газа, потоком газа и паров, выделяемых из катода, технологической оснастки.
2. Стенок вакуумной камеры.
3. И обратного потока паров рабочих жидкостей из вакуумных насосов.

Обратный поток паров из диффузионного насоса достаточно ощутимый по причине того, что насос работает в нестационарном режиме (Р раб. насоса = 5х10^-4- 5х10^-5 мм рт.ст., а режим нанесения при Р раб. 10^-3 мм рт.ст.), и в данном интервале давлений наблюдается наибольшее поступление паров рабочих масел из насоса в вакуумную камеру.

Для технолога является важным наличие информации о составе остаточной среды в вакуумной камере и возможность управлять потоком технологического газа для получения стехиометрического состава покрытий. Для этих целей предлагается применить систему анализа остаточной среды и управления потоком технологического газа, по спектрам азота, титана, кислорода, углерода и других газов и паров.

3. Зарождение и рост покрытий

Качество получаемых покрытий существенно снижает наличие капельной фазы, которое является следствием работы источников плазмы. Капельную фазу значительно можно уменьшить за счет применения импульсных блоков питания дуговых источников и сепараторов плазмы. Помимо этого, для стабилизации температурных условий, необходимо обеспечить работу ионного источника в режиме осаждения покрытия.

Таким образом для получения более качественных покрытий на установке ННВ предлагается:

• применить ионный источник газа с импульсным блоком питания,
• применить дуговые источники с сепарацией плазмы и импульсными блоками питания,
• ввести в вакуумную установку систему автоматического управления расходом рабочих газов по спектру плазмы,
• провести анализ и проверку вакуумной системы при работе в области давлений 10^-3-10^-2 мм рт.ст.