以更快、更精确的压力控制实现更多可重复的涂层

以更快、更精确的压力控制实现更多可重复的涂层

问题

真空室压力波动导致涂层质量不均匀,重复性差。

成因

稀薄大气层的真空镀膜系统,压力波动起来,小变化数很多。从控制组件的交互和异步操作的elements-non-reactive气体流动,反应气体被引入,真空泵打开和所有可能影响的压力和平衡成分。

更微妙的是,由于开关时机不佳或在达到流动设定值时停留时间过长而引起的瞬态波动,可能会破坏燃烧室化学物质的微妙平衡,影响涂层的均匀性、附着力和厚度。不合格的涂料会导致目标、工艺气体和基材的成本超支。阀门和流量控制器的控制和沉降时间超过100毫秒,会根据应用情况对薄膜厚度和均匀性以及工艺的重复性产生定性影响。

Vacuum Coating Pressure

The Alicat pressure controller maintains the chamber pressure precisely at the desired level.

解决方案

使用PC系列绝压和表压压力控制器,获得良好的涂层控制环境。它通过控制无反应气体的引入来控制真空室的压力。腔室压力由直接连接到工艺腔室的外部真空计测量。压力测量由压力控制器通过模拟连接读取。反应气体通过MCE系列真空气体质量流量控制器进入工艺室。当Alicat压力控制器检测到流入气室压力的变化时,它会调整无反应气体的水平来调节工艺压力,并创建最佳的沉积条件。更快的控制响应时间有助于保持最佳沉积结果,减少波动。

压力和流量控制仪表都使用一个通用的控制接口,标准化命令和编程。串行或模拟通信可用于控制仪器。通过远程接口或机载接口,MFCs可以被重置,以流动新的气体,同时保持与仪器一致的NIST-traceable精确度规范。改变气体是一个简单的选择问题,不浪费时间计算k因子,不影响准确性。

低和微流量的仪器(低至0.0025-0.5 sccm范围)提供了独特的灵活性。具有竞争力的质量流量控制器的临时替代品适合半占用空间,可以用于管道连接,也可以用于工厂连接相同的引脚连接。

真空镀膜背景

真空镀膜过程控制工程师在密封室中制造真空(大气压以下)。他们消除了大气中的气体,这些气体会干扰这一过程中物质之间所期望的反应。在真空中,它们引入其他气体和物质——如汽化金属、电离分子或等离子体反应化合物——使它们与其他物质的表面结合。

一个系统的简化描述有两个关键特征:首先,一个真空室垂直于真空泵的几个阶段,在真空室和泵之间有一个节流阀。节流阀调节泵的抽油强度,并提供一个强大的关闭,以防止泄漏。

第二,气源,通过质量流量控制器(带有集成流量控制阀的仪表)有选择地引入到空腔内。这些气体用于使涂层环境达到适当的操作密度水平。

一些气体被用作非反应性的“中性”气体,以保持腔室压力在理想的亚大气水平,而不影响加工化学品的浓度。其他的是反应性气体,这是一个过程的组成部分,如氧化涂层的氧气。在某些工艺中,非活性气体被用作载体来分散和稀释活性物质。反应性材料可以是一种蒸发的金属,通过熔解和电场处理使其电离。还可以使用其他气体来“清除”或清除系统上一阶段的最后痕迹。

涂层机制有所不同。有些是相当被动的,例如,允许蒸汽在基板上缓慢地沉降。另一些涉及通过等离子弧蒸汽云将薄膜与基板结合。或者,这个过程可能需要对衬底充电,以吸引特定的离子。

优势

通常,反应气体流量的变化会干扰系统压力,导致涂层不一致。Alicat压力控制器具有响应速度快、重复性好等优点,能将燃烧室压力精确维持在所需的水平,而系统控制则能独立控制反应气体。

采用这种方法的涂层系统集成商报告说,Alicat仪器更快的控制响应时间通过提供良好的涂层控制环境大大改善了他们的结果,具有可重复的结果。

额外的好处是通过仪器的高精度和易于更换液体实现。

产品和规格

PC系列绝压和表压压力控制器

Alicat PC-Series single-valve pressure controller

带外部传感器连接器的Alicat pc – extsen系列压力控制器

  • 可重复性:±0.08%全标度
  • 操作范围:0.5% ~ 100%全标度/ 200:1关断
  • 典型响应时间:100ms(可调)

MCE系列真空气体质量流量控制器

Alicat MCV gas mass flow controller for vacuum with integrated pneumatic shut-off valve

集成气动截止阀的真空Alicat MCV系列真空气体质量流量控制器

  • 调零后校准条件下的准确度:最高±(读数的0.4% +全量表的0.2%)NIST-traceable
  • 可重复性:在指定准确度下,全量表用户可选择98种气体的±0.2%
  • 用户可选择指定精度的98种气体

艾里卡特Alicat提供先进的质量流量计质量流量控制器压力控制器压力传感器解决方案。

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