Описание лабораторной установки
Лабораторная работа выполняется на установке вакуумного испарения ВУП-4. Установка смонтирована на стальном каркасе, закрытом съемными кожухами. Рабочей камерой установки является стеклянный колпак (диаметр 0.25 м, высота 0.26 м). Внутрикамерная технологическая оснастка показана на рисунке 3.2, где отмечены следующие элементы: 1 – вакуумная камера (колпак); 2 – испаритель; 3 – защитный экран; 4 – токоведущие вводы; 5 – подложка; 6 – нагреватель подложки; 7 – изоляция вводов; 8 – вакуумное уплотнение; 9 – вакуумный стол.
Блок схема установки термического испарения приведена на рисунке 3.4. Приборы контроля технологических параметров и элементы управления установкой смонтированы на пульте управления. Вакуумная система установки расположена внутри каркаса и содержит следующие элементы (рисунок 3.3): 1 – вакуумная камера; 2 – натекатель, для напуска воздуха в вакуумную камеру; 3 – универсальный вакуумметр; 4 – высоковакуумный клапан (затвор); 7 – турбомолекулярный насос; 8 – клапан на выходе турбомолекулярного насоса; 9 – клапан на входе форвакуумного насоса; 10 – форвакуумный насос; 11 – натекатель.
Рисунок 3.2 – Внутрикамерная технологическая оснастка
Рисунок 3.3 – Блок-схема установки термического испарения
Рассмотрим подробнее порядок работы с установкой термического испарения металлов. В качестве примера рассмотрим процесс нанесения пленок хрома и меди на подложку ситалла. Отметим, что нанесение тонкой пленки хрома на ситалл обеспечивает лучшую адгезию последующей пленки меди.
Подготовить подложки для напыления.
Подготовить навески хрома и меди для испарения. Так как навески будут полностью испарены, следовательно масса навесок определяет толщину получаемых пленок. Необходима подобрать такие массы хрома и меди, чтобы толщина пленки хрома была не более 50 нм, а толщина пленки находилась в интервале 0,5-1 мкм. Произвести расчет необходимой массы и взвесить навески.
Открыть колпак вакуумной камеры, для этого первоначально напустить воздух с помощью вентиля 2 (рисунок 3.3), затем закрыть вентиль.
Установить навеску хрома в спиральный испаритель и подложки на нагревательный столик.
Открыть воду.
Включить форвакуумный насос кнопкой "ФН" на пульте управления.
Открыть клапан 9 (рисунок 3.3), нажав клавишу "ПВ", и откачать вакуумную камеру до давления 10 Па.
Включить нагрев подложки, установив на источнике напряжение 10 В.
Включить преобразователь частоты ВМН, подождать 10 минут, пока турбомолекулярный насос выйдет на рабочий режим.
Откачать вакуумную камеру при помощи турбомолекулярного насоса до высокого вакуума (10-3-10-4 Па), для этого сначала нажать клавишу "ВВ" на пульте, клапан 9 автоматически закроется, а клапан 5 откроется (рисунок 3.3).
Провести предварительный прогрев подложек и откачку в течение 30 мин.
Включить испарительный блок кнопкой "Исп." на пульте.
Плавно повернуть регулятор тока до метки на пульте, при этом испаритель должен светится белым светом.
Провести испарение в течение 30 сек., затем повернуть регулятор в изначальное положение, выключить блок испарителя, нажав клавишу "Исп.", и понизить напряжение на нагревателе подложек до 7 В, через 5 минут – до нуля.
Через 30 мин. закрыть клапан 5 (рисунок 3.3), нажав на клавишу "ВВ", тем самым отсоединить турбомолекулярный насос от вакуумной камеры.
Повторить пункт 3 данного руководства, затем установить в испаритель медную навеску и повторить пункты 7-15.
Выключить преобразователь частоты ВМН и повторить пункт 3, затем извлечь подложки.
Закрыть камеру, нажать клавишу "ПВ" и откачать до давления 100 Па.
Закрыть клапан 9 (рисунок 3.3), нажав на клавишу "ПВ", и выключить форвакуумный насос, нажав клавишу "ФН".
Закрыть воду.