0نصب دستگاه PVD

نصب دستگاه PVD

روش رسوب دهی فیزیکی بخار (PVD) یک فرایند پوشش‌دهی لایه نازک است که ضخامت آن معمولاً در محدوده 1 تا 10 میکرومتر قرار دارد. در روش PVD، اتم‌ها، یون‌ها یا مولکول‌هایی از جنس پوشش روی یک زیرلایه رسوب می‌گیرند.

در این روش، سه نوع اصلی PVD وجود دارد که همه آنها در یک محفظه حاوی جو کنترل شده در فشار کاهش یافته (0.1 تا 1 نیوتن بر متر مربع) انجام می‌شوند:

• تبخیر حرارتی (thermal evaporation)
• اسپاترینگ (sputtering)
• پوشش‌دهی یونی (ion plating)

 

در تبخیر حرارتی، یک ماده با استفاده از روش‌های مختلفی مانند فیلامان گرم، مقاومت الکتریکی، پرتو الکترون یا لیزر و قوس الکتریکی، گرم شده و بخاری تشکیل می‌دهد که بر روی زیرلایه رسوب می‌کند.

اسپاترینگ شامل تولید الکتریکی پلاسما بین جنس پوشش و زیرلایه است. پوشش‌دهی یونی در واقع ترکیبی از تبخیر حرارتی و اسپاترینگ است.

هر سه روش می‌توانند برای رسوب مستقیم ماده یا برای استفاده “واکنشی” استفاده شوند، که در آن واکنش شیمیایی بین اتم‌های ماده پوشش و گازهای “واکنشی” در فاز بخار یا پلاسما رخ می‌دهد.

دمای زیرلایه که در حال رسوب است معمولاً در محدوده 200-400 درجه سانتیگراد قرار دارد که به طور قابل توجهی کمتر از دماهای مرتبط با روش رسوب دهی شیمیایی بخار (CVD) است.

PVD یک فرآیند خطی است و نیازمند دسترسی آسان به سطح زیرلایه است. برخی از قطعات به منظور تولید پوشش‌های یکنواخت، چرخش می‌شوند.

PVD یک فرایند پوشش‌دهی دسته‌ای است که زمان‌های چرخه معمولی آن 1 تا 3 ساعت است، به تفاوت مواد رسوب داده شده و ضخامت پوشش مورد نظر بستگی دارد. نرخ پوشش‌دهی معمولی بین 50 تا 500 میکرومتر در ساعت است، بسته به تکنیک استفاده شده.

قطعات پوشش داده شده نیازی به عملیات ماشینکاری یا حرارتی اضافی ندارند. در روش PVD، عوامل مختلفی بر روی فرآیند و نتیجه نهایی تاثیر می‌گذارند. برخی از این عوامل عبارتند از:

 

نوع ماده پوشش: می‌توان از فلزات خالص، آلیاژهای فلزی و سرامیک‌ها برای پوشش استفاده کرد. ماده پوشش باید خواص و ویژگی‌های مورد نظر را برای کاربردهای خاص داشته باشد.

فشار و جو کنترل شده: فرایند PVD در فشار کاهش یافته (vacuum) انجام می‌شود تا از تداخل با گازهای دیگر جلوگیری شود و رسوب سازی مستقیم و کنترل شده باشد.

دمای زیرلایه: دمای زیرلایه که در حال رسوب است، بر روی خواص و ساختار پوشش تأثیر می‌گذارد. این دما ممکن است برای رسوب دهی بهینه متغیر باشد و بسته به ماده پوشش و نوع فرایند PVD مورد استفاده تغییر کند.

شرایط رسوب دهی: شرایط مانند فاصله بین منبع پوشش و زیرلایه، زمان رسوب دهی، شدت جریان الکتریکی، فشار گازها و سرعت چرخش قطعات، بر روی کیفیت و یکنواختی پوشش تأثیر می‌گذارند.

خواص پوشش: پوشش‌های PVD معمولاً دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه‌ای هستند. این خواص شامل سختی، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، زیبایی، هدایت حرارتی و الکتریکی و سایر ویژگی‌های مرتبط با کاربردهای مختلف است.

روش PVD در صنایع مختلفی از جمله صنایع خودروسازی، الکترونیک، ابزار دقیق، زیورآلات، ساعت‌سازی و غیره استفاده می‌شود. این فرآیند به دلیل قابلیت کنترل ضخامت پوشش، افزایش سختی و مقاومت سطحی قطعات، بهبود خواص سطحی و زیبایی، مورد توجه قرار گرفته است.

 

 PVD و الکترونیک:

استفاده از تکنولوژی PVD در صنعت الکترونیک به عنوان یک روش پوشش‌دهی سطحی، در بهبود عملکرد و عمر مفید قطعات الکترونیکی نقش بسزایی دارد.

با استفاده از این تکنولوژی، می‌توان پوشش‌هایی با ویژگی‌های خاص مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و همچنین خواص الکتریکی مناسب بر روی سطوح الکترونیکی ایجاد کرد.

در فرایند PVD، ابتدا ماده مبدأ به صورت جامد در داخل یک کوره یا سیستم بخار ساز به دماهای بالا گرم می‌شود تا به حالت بخار تبدیل شود. سپس بخار تولید شده به سمت سطح مورد نظر هدایت می‌شود و در اثر تماس با سطح سرد، به شکل پوششی بر روی آن تجمع می‌یابد.

با ادامه دادن این فرایند، پوشش تشکیل شده به طور اتوماتیک رشد می‌کند تا به ضخامت مورد نظر برسد. مزیت اصلی استفاده از تکنولوژی PVD در صنعت الکترونیک، دقت بالا و کنترل دقیقی است که در ایجاد پوشش‌های بسیار نازک و یکنواخت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین، این فرایند امکان پوشش‌دهی روی سطوح سه‌بعدی را نیز فراهم می‌کند. به عنوان مثال، در صنعت الکترونیک، پوشش‌های PVD برای سوئیچ‌های فشاری، اتصالات الکتریکی و فویل‌های نانومتری استفاده می‌شوند. این پوشش‌ها می‌توانند خواص الکتریکی مطلوبی را فراهم کنند، مانند مقاومت کمتر در برابر جریان الکتریکی و عایقی بودن در برابر مواد دیگر.

به طور کلی، تکنولوژی PVD یکی از روش‌های پوشش‌دهی سطحی پیشرفته است که در صنعت الکترونیک و صنایع دیگر بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنولوژی امکان ایجاد پوشش‌های با خواص مختلف را فراهم می‌کند و بهبود عملکرد و عمر مفید قطعات الکترونیکی را تضمین می‌کند.

 

تجارت و بازار PVD:

با رشد جمعیت جهان و پیشرفته تر شدن کشور ها و استفاده روز افزون وسایل و ابزار الکتریکی به ویژه در کشورهای در حال توسعه تقاضا از استفاده صنعت PVD  نیز بیشتر شده است.

همچنین افزایش سریع تقاضا برای پوشش لایه نازک در کاربردهای تزئینی و در کاربردهای عمودی مختلف مانند صنعت میکروالکترونیک، رشد بازار جهانی PVD را تقویت می کند.

افزایش سریع تقاضا برای وسایل الکترونیکی مصرفی مختلف مانند رایانه‌های رومیزی، لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های هوشمند در سراسر جهان به دلیل نفوذ روزافزون خدمات دیجیتال و اینترنت، بازار جهانی صنعت PVD را به‌طور قابل‌توجهی هدایت  و کنترل می‌کند.

همچنین محبوبیت فزاینده کار از راه دور یا کار از خانه در سراسر جهان و صنعت سریع فناوری اطلاعات و ارتباطات از راه دور، تقاضا برای لپ‌تاپ، رایانه‌های رومیزی و تلفن‌های همراه را با سرعتی گزاف افزایش می‌دهد.

انتظار می‌رود این تقاضای رو به رشد برای دستگاه‌های الکترونیکی تأثیر مثبت و قابل توجهی بر رشد بازار PVD جهانی در طول دوره پیش‌ روداشته باشد. انتظار می رود صنعت مراقبت های بهداشتی در حال رشد به دلیل شیوع فزاینده بیماری های مزمن مختلف و افزایش جمعیت سالمندان در سراسر جهان، نیز تقاضا برای بازار PVD را افزایش دهد.

PVD به طور گسترده در تجهیزات پزشکی به عنوان پوشش تزئینی استفاده می شود و زیست سازگاری بالاتر پوشش رسوب بخار فیزیکی اجازه استفاده از آن را در تجهیزات پزشکی می دهد.

بنابراین، احتمال افزایش تقاضا برای تجهیزات پزشکی در بیمارستان ها، کلینیک ها و مراکز جراحی در سراسر جهان، بازار جهانی PVD را افزایش دهد. علاوه بر این، پذیرش فزاینده انرژی خورشیدی باعث افزایش تقاضا برای پنل های خورشیدی در سطح جهان شده است.

روکش PVD در تولید پنل های خورشیدی استفاده می شود زیرا پنل های خورشیدی را در برابر خوردگی مقاوم می کند و طول عمر پنل ها را افزایش می دهد.

همچنین انتظار می‌رود پوشش PVD تقاضای قابل‌توجهی برای تولید نسل بعدی سلول‌های سیلیکونی کریستالی پروسکایت در سال‌های آینده داشته باشد و رشد بازار را در آینده افزایش دهد.

 

علاوه بر این، رسوب فیزیکی بخار به افزایش ظاهر محصولات و همچنین دوام محصولات و مواد پایه با عملکردهای اضافی کمک می کند. علاوه بر این، برای سازگاری با محیط زیست نیازی به یک محیط فرآیند نیست. از این رو رسوب فیزیکی بخار یا همان PVD کاربردهای گسترده ای در کاربردهای مصرفی و صنعتی دارد.

بر اساس گزارش انجمن صنایع نیمه هادی (SIA)، فروش نیمه هادی ها در سال 1999، 149.4 میلیارد و در سال 2019 تقریباً 412.3 دلار آمریکا با CAGR 5.2 درصد بوده است.

با این حال، طبق آمار جهانی فروش نیمه هادی ها (WSTS)، بازار نیمه هادی ها در سال 2020 کاهش یافت، اما پیش بینی می شود به دلیل رشد بالا در بخش الکترونیک نوری، CAGR 8.4 درصد در سال 2023 رشد کند. این امر بیشتر تقاضا برای فناوری PVD را افزایش می دهد.

دستگاه های PVD:

صنعت PVD از دستگاه‌های مختلفی برای رسوب دهی بخار بر روی اشیا استفاده می‌کند. در ادامه به برخی از این دستگاه‌ها اشاره خواهیم کرد:

 

دستگاه رسوب دهی بخار قوس الکترونی (Electron Beam Evaporation System): در این دستگاه، با استفاده از یک پرتو الکترونی، ماده را تبخیر می‌کند. پرتو الکترونی به سطح ماده تابانده می‌شود و باعث تبخیر آن و تشکیل بخار می‌شود که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

دستگاه رسوب دهی بخار قوس قوسی (Sputtering System): در این دستگاه، با استفاده از قوس قوسی، یک پلاسما تشکیل می‌شود که به سطح ماده تابانده می‌شود. این پلاسما باعث تبخیر ماده و تشکیل بخار می‌شود که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

دستگاه رسوب دهی بخار ایونی (Ion Beam Sputtering System): در این دستگاه، با استفاده از یک پرتو ایون، ماده را تبخیر می‌کند. ایون‌ها به سطح ماده تابانده می‌شوند و باعث تبخیر آن و تشکیل بخار می‌شوند که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

دستگاه رسوب دهی بخار الکترونی (Electron Beam Physical Vapor Deposition System): در این دستگاه، با استفاده از یک پرتو الکترونی، ماده را تبخیر می‌کند. پرتو الکترونی به سطح ماده تابانده می‌شود و باعث تبخیر آن و تشکیل بخار می‌شود که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

دستگاه رسوب دهی بخار قوس قوسی مغناطیسی (Magnetron Sputtering System): در این دستگاه، با استفاده از یک قوس قوسی مغناطیسی، پلاسما تشکیل می‌شود که به سطح ماده تابانده می‌شود. این پلاسما باعث تبخیر ماده و تشکیل بخار می‌شود که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

دستگاه رسوب دهی بخار یونی (Ion Assisted Deposition System): در این دستگاه، با استفاده از یک جریان یونی، ماده را تبخیر می‌کند. یون‌ها به سطح ماده تابانده می‌شوند و باعث تبخیر آن و تشکیل بخار می‌شوند که سپس بر روی سطح اشیا رسوب می‌دهد.

این دستگاه‌ها با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و کنترل دقیق، قادر به رسوب دهی لایه‌های باریک و مقاوم بر روی اشیا مختلف هستند. این لایه‌ها می‌توانند خواص مختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سایش، حرارت و تماس الکتریکی را به اشیا اضافه کنند و زندگی مفید آنها را بهبود بخشند.

همچنین، با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان لایه‌هایی با طرح‌ها و رنگ‌های مختلف بر روی اشیا ایجاد کرد و ظاهر آنها را زیبا و جذاب کرد. همه این دستگاه‌ها با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، دقت و کنترل بالا، قادر به رسوب دهی بخار بر روی اشیا با دقت بالا هستند.

این دستگاه‌ها در صنایع مختلف مانند خودروسازی، الکترونیک، جواهرسازی، نساجی و غیره استفاده می‌شوند و بهبود عملکرد، زیبایی و مقاومت سطحی اشیا را فراهم می‌کنند.

نصب:

نصب دستگاه PVD یک فرآیند پیچیده و مهم است که نیازمند دقت و تخصص فنی است. در ادامه در مورد نصب دستگاه PVD  خواهیم گفت:

 

نصب دستگاه PVD:

نصب دستگاه PVD یک فرآیند مهم در صنعت پوشش‌دهی لایه نازک است که نیازمند تخصص فنی و دقت بالا است. در این مرحله، دستگاه PVD به منظور رسوب دهی پوشش‌های فیزیکی بخار بر روی مواد مختلف نصب می‌شود. در زیر، مراحل اصلی نصب دستگاه PVD را توضیح می‌دهیم:

بررسی محل نصب: قبل از نصب دستگاه PVD، باید محل نصب بررسی شود. این شامل بررسی فضا، امکانات آب، برق و گاز، تهویه مناسب، و محدودیت‌های دیگر ممکن است. اطمینان حاصل شود که محل نصب مناسب برای دستگاه PVD است و تمامی نیازهای فنی رعایت شده است.

آماده‌سازی محل نصب:

قبل از نصب دستگاه PVD، محل نصب باید آماده شود. این شامل تهیه سطح صاف و مناسب برای قرار دادن دستگاه، نصب سیستم‌های تهویه و خنک‌کننده، اتصالات الکتریکی و گازی، و سایر نیازهای مورد نیاز است.

نصب دستگاه PVD:

در این مرحله، دستگاه PVD به محل نصب منتقل می‌شود و بر اساس دستورالعمل تولید کننده، در محل مناسب قرار داده می‌شود. این شامل اتصالات الکتریکی، اتصالات گازی، اتصالات آب و دیگر قطعات مکانیکی است. تمامی اتصالات باید به طور صحیح و قابل اطمینان انجام شود.

آزمون و راه‌اندازی:

پس از نصب دستگاه PVD، آزمون و راه‌اندازی باید انجام شود. این شامل تست و بررسی تمامی قطعات، سیستم‌ها و اتصالات الکتریکی و گازی است. همچنین، باید تنظیمات و پارامترهای مورد نیاز برای رسوب دهی پوشش‌ها تنظیم شود.

آموزش و آشنایی: پس از راه‌اندازی موفقیت‌آمیز دستگاه PVD، کارکنان باید آموزش و آشنایی کافی در مورد عملکرد دستگاه، نگهداری و تعمیرات روزمره دستگاه را دریافت کنند. همچنین، باید دستورالعمل‌ها و فرآیندهای ایمنی رعایت شود.

نصب دستگاه PVD نیازمند تخصص فنی و دقت بالا است. توجه به جزئیات فنی، رعایت استانداردها و فرآیندهای ایمنی، و آموزش کارکنان مهم است. با انجام صحیح نصب دستگاه PVD، می‌توان از بهره‌وری بالا و کیفیت عالی در فرآیند پوشش‌دهی لایه نازک استفاده کرد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد تهیه، خرید، نصب و تعمیر انواع دستگاه PVD می توانید از طریق همین سامانه برای متخصصین و مشاورین ما پیام بگذارید. ما در زودترین زمان ممکن با شما تماس خواهیم گرفت.