Apa itu proses penguapan vakum?

Apa itu proses penguapan vakum?

Penguapan vakum, atau singkatnya penguapan, mengacu pada proses di mana bahan pelapis (atau bahan film) diuapkan dan digasifikasi dengan metode penguapan pemanasan tertentu dalam kondisi vakum, dan partikel terbang ke permukaan substrat dan mengembun menjadi a film. Evaporasi adalah teknologi pengendapan uap yang lebih awal dan lebih banyak digunakan, dengan keunggulan metode pembentukan film sederhana, kemurnian dan kepadatan film tinggi, serta struktur dan kinerja film yang unik.

Prinsip Penguapan Vakum
Penguapan vakum adalah teknologi yang memanaskan dan menguapkan bahan target dalam kondisi vakum, menyebabkan sejumlah besar atom dan molekul menguap dan meninggalkan bahan pelapis cair atau meninggalkan permukaan bahan pelapis padat (atau menyublim), dan akhirnya mengendap di atasnya. permukaan substrat. Selama keseluruhan proses, atom dan molekul gas akan langsung bermigrasi ke substrat setelah sedikit tumbukan dalam ruang hampa, dan mengendap di permukaan substrat membentuk lapisan tipis. Metode penguapan meliputi pemanasan resistansi, pemanasan induksi frekuensi tinggi, berkas elektron, sinar laser, pemboman energi tinggi berkas ion pada bahan pelapis, dll.

Penguapan vakum adalah teknologi paling awal yang digunakan dalam PVD.

Sumber penguapan
Alat pemanas yang memanaskan bahan pelapis sampai suhu penguapan dan menguapkannya disebut sumber penguapan. Sumber evaporasi yang paling umum digunakan adalah sumber evaporasi resistansi dan sumber evaporasi berkas elektron. Sumber evaporasi tujuan khusus meliputi pemanasan induksi frekuensi tinggi, pemanasan busur, pemanasan radiasi, sumber evaporasi pemanasan laser, dll.

Proses dasar penguapan vakum adalah sebagai berikut:

1. Perawatan pra-pelapisan:termasuk pembersihan bagian berlapis dan pretreatment. Metode pembersihan khusus meliputi pembersihan bahan pembersih, pembersihan pelarut kimia, pembersihan ultrasonik, dan pembersihan bombardir ion. Perlakuan awal khusus mencakup penghilangan listrik statis, pelapisan primer, dll.

2. Pemuatan tungku:termasuk pembersihan ruang vakum dan pembersihan gantungan pelapis, pemasangan sumber penguapan, debugging, dan kartu pelapisan.

3. Menyedot debu:Umumnya, secara kasar dipompa hingga di atas 6,6Pa terlebih dahulu, dan tahap depan pompa difusi dibuka lebih awal untuk menjaga pompa vakum dan memanaskan pompa difusi. Setelah pemanasan awal cukup, buka katup tinggi dan gunakan pompa difusi untuk memompa hingga vakum latar belakang 6×10-3Pa.

4. Memanggang:Panggang dan panaskan bagian yang dilapisi hingga suhu yang diperlukan.

5. Pengeboman ion:Tingkat vakum umumnya 10Pa~10-1Pa, tegangan bombardir ion adalah tegangan tinggi negatif 200V~1kV, dan waktu bombardir adalah 5 menit~30 menit,

6. Pra-peleburan:Sesuaikan arus untuk melelehkan bahan pelapis terlebih dahulu, dan menghilangkan gas selama 1 menit~2 menit.

7. Deposisi penguapan:Sesuaikan arus penguapan sesuai kebutuhan hingga waktu pengendapan yang diperlukan selesai.

8. Pendinginan:Bagian berlapis didinginkan sampai suhu tertentu di ruang vakum.

9. Keluar dari oven:Setelah mengeluarkan komponen, tutup ruang vakum, evakuasi hingga 1×10-1Pa, dan pompa difusi didinginkan hingga suhu yang diizinkan sebelum pompa pemeliharaan dan air pendingin dapat dimatikan.

10. Pasca pemrosesan:Oleskan lapisan atas, dll.

Dengan penerapan arahan RoHS UE dan undang-undang berbagai negara tentang masalah perlindungan lingkungan, industri pelapisan listrik tradisional yang sangat berpolusi tidak lagi memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan dan pasti akan digantikan oleh proses perlindungan lingkungan yang sedang berkembang. Lapisan vakum tidak memiliki air limbah, gas buang dan polusi lainnya, dan memiliki keunggulan absolut dalam perlindungan lingkungan. Faktanya, teknologi pelapisan vakum telah diterapkan di sebagian besar industri di China. Misalnya saja pada industri kamar mandi, aksesori perangkat keras yang digunakan Smart Water Tech juga mengadopsi lapisan vakum. Ciri khas yang terlihat dalam kehidupan sehari-hari adalah cat tidak rontok, dapat dijadikan cermin, dan bayangan yang dipantulkan tidak terdistorsi.

1. Ketebalan tingkat nano dan ketebalan film seragam. Ketebalan film pelapis vakum hanya puluhan hingga ratusan nanometer (umumnya kurang dari atau sama dengan 0.2um), dan ketebalan setiap bagian film sangat seragam. Misalnya: Jika ketebalan lapisan aluminium mencapai 0.9nm, lapisan tersebut dapat bersifat konduktif. Saat mencapai 30nm, performanya sama dengan aluminium padat. Jika lapisan perak kurang dari 5nm, maka tidak dapat bersifat konduktif. Setiap produk plastik memiliki kekasaran sekitar 0,5um. Dikombinasikan dengan faktor pertama, permukaan plastik disemprot dengan UV sebelum dilapisi untuk disegel dan diratakan guna mencapai efek cermin yang ideal. Karena lapisan pelapis terlalu tipis, persyaratan tampilan bahan UV primer hampir keras, sehingga ruangan pelapis harus memiliki kebersihan yang sangat tinggi. Pada saat yang sama, semakin besar area tampilan produk, semakin tinggi pula tingkat cacatnya (kebersihan bengkel produksi Aoke saat ini adalah 10,000 level, dan kebersihan ruang penyemprotan, oven, dan pelapis bengkel adalah level 3000).

Ketebalan lapisan saat ini terutama dikendalikan oleh transmisi cahaya dan reflektifitas. Semakin tebal lapisannya, semakin buruk transmisinya dan semakin tinggi reflektifitasnya.

2. Penempatan produk berlapis bersifat terarah: Pada tungku pelapisan vertikal dan horizontal, produk harus ditempatkan pada bidang yang sejajar dengan perkakas tungku pelapisan. Bahan logam bergerak dalam garis lurus atau busur mengikuti aliran uap, dan bahan pelapis umumnya ditempatkan sejajar dengan perkakas. Ruang ruang pelapis sudah diperbaiki. Semakin besar area datar produk dan semakin dalam permukaan lengkungnya, semakin rendah kapasitas produksinya dan semakin tinggi pula biaya produksinya.

3. Permukaan produk setelah pelapisan dan pelapisan primer UV sangat rapuh dan sensitif serta memerlukan perlindungan khusus. Karena lapisan pelapisnya hanya beberapa puluh nanometer, maka tidak memiliki kemampuan melindungi permukaan lapisan primer UV. Selain itu, karena lapisan pelapis terlalu tipis, logam pada lapisan pelapis menjadi sangat lemah dan mudah tergores dan memar. Setelah produk dilapisi dan dilapisi primer UV, produk tersebut tidak dapat diperiksa sepenuhnya secara manual (tingkat hasil ditentukan oleh produksi uji coba batch kecil). Selama pengoperasian, pegangan khusus untuk perlengkapan, tempat tidur jari, masker, dan penutup bebas debu otomotif digunakan untuk mencegah permukaan produk terkontaminasi dan rusak.

4. Kecepatan datangnya bahan pelapis atau aliran uap sangat tinggi. Umumnya, kecepatan kejadian atom logam dalam sputtering dan penguapan magnetron adalah sekitar 2000 m/s. Waktu pelapisan per tungku (waktu pengendapan kumulatif atom logam) umumnya sekitar 15-20 menit. Sputtering magnetron bervariasi tergantung pada prosesnya. Kapasitas masing-masing tungku sekitar 450-800 PCS/tungku, ambil contoh cangkang ponsel flip biasa. Kapasitas masing-masing tungku berbeda-beda tergantung besar kecilnya produk.

5. Ada berbagai cara membuat warna. Saat ini ada tiga cara untuk membuat warna:

(1). Tambahkan esensi warna pada lapisan tengah UV atau lapisan atas UV. Karena sari warna akan bereaksi dengan sinar UV ultraviolet, jumlah penambahan umumnya sekitar 5%;

(2). Isikan gas ke dalam proses pelapisan agar gas bereaksi dengan bahan logam sehingga diperoleh warna (misalnya logam aluminium Ar2+O2+dapat memperoleh warna hitam, O2+Al memperoleh warna kuning);

(3). Ini adalah kombinasi dari dua hal di atas untuk produksi. Secara umum, semakin gelap, kaya dan cerah warnanya, semakin buruk daya rekatnya (proses penambahan esensi warna).

6. Kisaran bahan logam untuk pelapisan sangat luas. Secara teori, semua jenis logam dan paduan logam dapat digunakan sebagai bahan pelapis kecuali logam besi. Yang umum digunakan adalah aluminium, tembaga, timah, nikel, kromium, dll. Selain itu, karena pelapisan merupakan proses fisik, maka hampir tidak berpengaruh terhadap kinerja bahan produk itu sendiri.

7. Tingkat kualitas yang dapat dicapai oleh produk pelapis: Adhesi: tidak ada pelepasan. Ketahanan aus RCA: 200-300 kali. Kekerasan: 1H-3Bahan HABS+PC umumnya digosok selama 1H dengan berat 500g; Bahan PMMA bisa mencapai 3H atau bahkan 4H. Lainnya seperti suhu tinggi dan rendah, guncangan panas dan dingin, uji semprotan garam, uji ultraviolet, uji kosmetik, uji keringat anti-buatan, dll. dapat memenuhi persyaratan konvensional.

8. Batasan waktu proses produksi: Karena lapisan logam akan teroksidasi dan menghitam jika terkena udara dalam waktu lama, kecepatan oksidasi bahan yang berbeda pun berbeda-beda. Diantaranya, lapisan timah memiliki kecepatan oksidasi tercepat, dan jelas akan menghitam setelah 8 jam. Selain itu, jika primer UV dibiarkan terlalu lama, lapisan cat akan terlalu tebal sehingga juga akan mempengaruhi daya rekat lapisan pelapis. Oleh karena itu, interval waktu antara proses UV primer, pelapisan, dan pelapisan atas UV umumnya dibatasi hingga 8-12 jam berdasarkan pengalaman pengoperasian sebenarnya.

9. Karakteristik pelapisan dan konstruksi pelapisan UV: Pelapis UV primer dan pelapis UV atas yang digunakan untuk pelapisan memiliki dua perbedaan yang jelas dibandingkan dengan pelapis UV semprotan plastik biasa:
(1) Kandungan padat komposisi bahan pelapis tinggi, dan primer UV paling tinggi;
(2) Tidak mengandung dan tidak dapat menambahkan pelarut inert yang digunakan dalam penyemprotan biasa, dan pelarut khusus harus diformulasikan secara khusus.

Oleh karena itu, jumlah dan biaya pelapisan unit produk jauh lebih tinggi dibandingkan penyemprotan plastik biasa. Selain itu, persyaratan UV primer, UV lapisan atas, dan konsentrat warna pada rentang energi UV juga lebih ketat dibandingkan UV biasa. Umumnya, UV primer memerlukan 800-1000mj/cm², dan lapisan atas UV membutuhkan 900-1100 mj/cm². Konsentrat warna dengan warna berbeda menyesuaikan energi lampu UV sesuai dengan keadaan sebenarnya. Persyaratan penyaringan selama produksi UV juga lebih ketat daripada UV plastik biasa, dan umumnya memerlukan penyaringan dengan filter sekitar 600 mesh. Persyaratan ketebalan film UV adalah 18-25um untuk primer dan 18-22um untuk lapisan atas.