Questa situazione è comune nei siti di produzione: un cliente ha un ordine urgente, richiede solo poche decine di utensili, ma la capacità del forno è di diverse migliaia. Dovrebbe essere acceso o spento?
Per risparmiare tempo, spesso gli strumenti vengono messi direttamente nel forno. Il risultato? Differenza di colore, screpolatura della pellicola o addirittura rammollimento del supporto dopo la ricottura.
A questo punto, il tecnico spesso regola i parametri, controlla i gas e sospetta il materiale target, ma trascura il fattore meno evidente:-il forno è sottocarico.
Oggi parleremo di un "aiuto divino" nella placcatura degli utensili (soprattutto rivestimenti sensibili come il DLC) che viene facilmente confuso con rottami metallici-il carico fittizio.
I cosiddetti-"parametri di processo" sono in realtà "parametri a pieno-carico".
Molti ingegneri del rivestimento credono erroneamente che se impostano correttamente tensione, corrente, pressione del gas e temperatura, la qualità del rivestimento sarà costante.
Questo è completamente sbagliato.
Il rivestimento sotto vuoto PVD è essenzialmente un equilibrio dinamico all'interno di un ambiente al plasma. Tutti i parametri impostati (come la corrente di polarizzazione e la corrente target) vengono regolati in base a un "carico" preimpostato.
Quando il forno è pieno, il plasma “avvolge” uniformemente migliaia di pezzi; ma cosa succede quando il forno contiene solo un-decimo dei pezzi, a parità di densità di potenza?
Il plasma attaccherà incessantemente i pochi pezzi rimasti.
È come usare un fuoco che originariamente era pensato per cuocere una pentola di carne, ma che ora ti permette di cuocere solo due fette; il risultato inevitabile è che-la carne brucia e la pentola potrebbe addirittura bruciarsi.
Le tre funzioni principali dei carichi fittizi
Nella placcatura di utensili di fascia alta-, soprattutto quando si applica DLC senza idrogeno-o rivestimenti ad alta-durezza, l'uso di carichi fittizi (portautensili scartati, dispositivi specializzati o sostituti) non è per scopi estetici, ma per la sopravvivenza.
1. Stabilizzare l'"inerzia termica" per prevenire la ricottura del substrato
La conduzione del calore è molto lenta in un ambiente sotto vuoto; si basa principalmente sulle radiazioni.
Se nella camera a vuoto ci sono troppo pochi pezzi, la capacità termica totale si riduce notevolmente. Con la stessa potenza di riscaldamento o energia di bombardamento, la velocità di riscaldamento del pezzo sarà come un razzo.
Conseguenza: lo strumento potrebbe mostrare una temperatura di soli 450 gradi, ma la temperatura locale degli angoli acuti o dei bordi taglienti del pezzo potrebbe aver già superato la temperatura di rinvenimento dell'acciaio rapido-.
Risultato: Il rivestimento era buono, ma la durezza dell'utensile è diminuita, causandone la rottura immediata dopo l'utilizzo da parte del cliente. Lo scopo del carico fittizio è quello di agire come un grande "assorbitore di calore", controllando la temperatura e rendendo la curva di riscaldamento uniforme e gestibile.
2. "Ingannare" l'alimentatore per una tensione di polarizzazione stabile
Gli alimentatori polarizzati devono rilevare l'impedenza di carico durante il funzionamento.
Se i pezzi sono troppo pochi, l'impedenza di carico varierà notevolmente. La rete di adattamento dell'alimentatore potrebbe non funzionare in modo ottimale e potrebbe anche rilevare frequentemente falsi "archi" che portano a frequenti spegnimenti-o a distorsioni della forma d'onda.
Conseguenze: scarsa adesione del rivestimento e persino vaiolatura causata dalla rottura istantanea dell'alta tensione dei bordi del pezzo.
Risultato: aggiungendo un carico fittizio, l'alimentatore rileva un ambiente di impedenza "familiare", risultando in una forma d'onda di uscita uniforme e stabile.
3. Miglioramento della distribuzione del flusso di gas e della densità del plasma (in particolare DLC)
I rivestimenti DLC (Diamond-like Carbon) sono estremamente sensibili allo stress interno.
Durante la deposizione del film di carbonio, se il carico è troppo basso, gli ioni di carbonio in eccesso non hanno nessun posto dove andare, portando a tassi di deposizione locale eccessivamente rapidi e ad un forte aumento dello stress interno all’interno del film.
Conseguenze: La pellicola potrebbe rompersi a causa del vuoto prima di lasciare la camera o staccarsi automaticamente dopo essere rimasta lasciata per diversi giorni dopo aver lasciato la camera.
Soluzione: Un carico fittizio, occupando spazio, simula i disturbi del flusso di gas e il consumo in condizioni di pieno carico, garantendo che il tasso di consumo dei gas reattivi sia mantenuto entro la finestra del processo.
Un carico fittizio non è un "bidone della spazzatura".
Dato che un carico fittizio è così importante, non potresti semplicemente buttarci dentro qualche vecchio rottame metallico?
Questo è il secondo errore comune commesso da molte fabbriche.
1. Il carico fittizio deve essere "pulito". Molti operatori semplicemente inseriscono blocchi di ferro arrugginiti o maschere macchiate d'olio-per riempire lo spazio.
Queste cose sporche, se riscaldate nel vuoto, rilasceranno grandi quantità di vapore acqueo e vapore d'olio (degassamento).
Raccomandazione: anche i carichi fittizi dovrebbero essere sottoposti a un processo di pulizia standard, almeno per garantire che siano privi di olio e ruggine.
2. La geometria dovrebbe essere "simile".
Se stai rivestindo una fresa sottile, anche il carico fittizio dovrebbe idealmente essere un oggetto simile a forma di asta-.
Se si posiziona una grande piastra piana come carico fittizio, la sua distribuzione del campo elettrico (effetto bordo) sarà completamente diversa da quella dell'asta sottile, interferendo gravemente con l'uniformità del rivestimento del pezzo vicino.
