Comparáid Feidhmíochta de Spriocanna Rothlacha Airgid le Spriocanna Planar

- Jul 12, 2019-

Comparáid Feidhmíochta de

Spriocanna Rothlacha Airgid le Spriocanna Planar

 

ATHRÚ

Úsáidtear scannáin thin airgid mar chiseal feidhmiúil i go leor stacanna le haghaidh iarratas frithchaite teasa. Faoi láthair, is iad sil-leagan spréite maighnéadaí a tháirgeann cruacha móra sciatháin agus is minic a thagann siad ó spriocanna sorcóireacha rothlacha. Tá na buntáistí bunúsacha a bhaineann le teicneolaíocht sprioc sorcóireach rothlach thar chathracha planar ar eolas cheana féin. Mar sin féin, tá airgead fós ar cheann de bheagán spriocanna miotail nach bhfuil ar fáil go héasca i leagan rothlach sorcóireach. Baineann na cúiseanna leis seo le costas, neart meicniúil, agus láimhseáil.

Sa pháipéar seo, táthar ag moladh cur chuige nua chun spriocanna Ag Rotary a bhaint amach ina bhfuil sleeves sorcóireach suite agus ceangailte le feadán taca. Déantar roinnt dearaí sorcóireach a chur i gcomparáid agus a thagarmharcáil i gcoinne spriocanna comhphlánacha. Déantar meastóireacht ar pharaiméadair phróiseála agus táirge amhail cobhsaíocht próisis, ráta sputter, aonfhoirmeacht agus cáilíocht scannáin. Pléitear tionchar an tsaothair teasa plasma agus na strusanna meicniúla a spreagtar go teirmeach ar fheidhmíocht Ag sprioc, meicniúil agus ar phróiseas. Rinneadh meastóireacht ar spriocanna le linn céimeanna éagsúla dá saol chun a fháil amach an raibh an fheidhmíocht cobhsaí agus an bhféadfaí a thuar go hiontaofa.

 

RÉAMHRÁ

Baineadh úsáid as airgead le tamall mar an príomh-scannán frith-infridhearg a léiríonn cótaí optúla. Ráthaíonn na hairíonna seolta leictreacha agus teirmeacha den scoth a bhaineann le hairgead airgid go mbeidh na spriocanna airgid ag spré go réidh agus go mbeidh siad seasmhach i bhformhór na ngnáthshaol oibriúcháin. Rinneadh an t-airgead a mhonarú agus a spréadh go príomha i bhfoirm phlánach, go príomha mar gheall ar an gcaoi a ndéantar déantúsaíocht airgid i gcainníochtaí i bhfad níos lú ná copar, alúmanam nó tíotáiniam. Níl an trealamh a úsáidtear go hiondúil chun airgead a tháirgeadh chomh suntasach céanna maidir le scóip agus toirt ná mar a úsáidtear le haghaidh ábhar tráchtála eile.



NÓSANNA IMEACHTA TAISPEÁIN

Comparáid idir Dearthaí

Ag teacht le spriocanna an turgnaimh seo, rinneadh meastóireacht ar roinnt dearthaí sprice difriúla chun scrúdú a dhéanamh ar na buntáistí agus na teorainneacha a bhí ag gach dearadh a bhí bunaithe ar an méid a thiocfadh le húsáideoirí féideartha na teicneolaíochta chun spriocanna rothlacha airgid a chur i bhfeidhm ina gcórais táirgthe.

Rinneadh measúnú ar cheithre dhearadh. Ina measc bhí:

  • Sleeves faoi cheangal Indium

  • Sleeves suite go meicniúil

  • Sleeves suite go meicniúil agus greamaigh sheolta teirmeach orthu

  • Feadán monolithic

Suiteáladh na chéad trí dhearadh ar fheadán taca cruach dhosmálta caighdeánach táirgthe, rinneadh an dearadh deireanach go hiomlán as airgead, gan aon fheadán taca a ionchorprú le haghaidh tacaíochta.

Ba é trastomhas seachtrach iomlán na sprice i ngach cás ná 155 mm (6.1 ”) OD. Ba é an fad sprice ná 878 mm (~ 35 ”).



Tréithe agus Teorainneacha Tráchtála

Tá sé de chumas ag córais sprioc rothlacha sputter a dhéanamh ag ráta níos airde ná na spriocanna planar mar gheall ar an bhféidearthacht dlús cumhachta níos airde a úsáid. Tá feidhmíocht sprioc rothlach níos comhsheasmhaí toisc go bhfuil an creimeadh níos aonfhoirmí, tá an claochlú a fheictear ar feadh fad na spriocanna planar teoranta ar sprioc rothlach go dtí an deireadh. Tá úsáid níos airde freisin do spriocanna rothlacha, de ghnáth os cionn 80%, agus is ionann spriocanna planar agus toradh 30%. I réimse na loighistice agus na láimhseála, thabharfadh úsáid muinchille meicniúil-suite deis don úsáideoir deiridh na sleeves sprice a bhaint agus a athsholáthar mar chuid den ghnáthchothabháil sprice. Tugann sé seo meáchain airgid níos cruinne don chustaiméir, éilíonn sé níos lú feadán taca, agus laghdaíonn sé costais loingseoireachta.

Ní thairgeann sleeves nasctha na buntáistí bainistíochta ná ní féidir iad a atógáil go héasca laistigh de shaoráid custaiméara. Tugann siad an deis do phróifílí dromchla agus ábhair neamhionanna a úsáid nuair is cuí don iarratas deiridh.

Tairgeann feadán monolithic sil-leagan ardráta, éascaíocht maidir le toradh sprice a thomhas agus sprioc-mheáchan, ach tá srianta féideartha ann maidir lena chumas meicniúil fadanna fada a shíneadh gan sraonadh agus ní laghdaítear costais loingseoireachta ar láimhseáil faid fhada.


Rialuithe & Tomhais

Ba é gnóthachan teirmeach na sprice an t-ábhar imní ba mhó a bhí ag na turgnaimh. Go héadrom, beidh níos mó saincheisteanna ag baint le dearadh muinchille a bhaineann le diomailt theirmeach ná codanna soladacha monolithic. Beidh an t-aistriú teasa trí bhearna nó trí mheáin nasctha ag brath chomh maith ar an ráta. Dá bhrí sin, bhí sé an-tábhachtach gnóthachan teirmeach a thomhas sa sprioc mar fheidhm de mhéaduithe incriminteacha i gcumhacht sputter feidhmithe. Tar éis meastóireacht agus diúltú a dhéanamh ar theicnící tomhais teirmeacha atá bunaithe go optúil seachtrach, fuarthas amach gurb é teirmeachúpla teagmhála an bealach is éifeachtaí chun gnóthachan teirmeach a thomhas. Dearadh córas a chuimsíonn lámh luamháin luchtaithe san earrach chun an teirmeachúpla a thabhairt i dteagmháil dhlúth leis an sprioc. Bhí an t-ualach teagmhála leordhóthanach chun groove chaitheamh a chruthú i ngach ceann de na feadáin a tástáladh. Léiríonn Figiúr 1 dromchla scóir.

Figure 1

Figiúr 1. Pointe Teagmhála Teirmeachúpla

Suiteáladh gach sprioc sa chóras agus cuireadh isteach air ag méadú de réir a chéile ar chumhacht. Bunaithe ar shamhaltú próisis agus aiseolas ón tionscal, socraíodh sprioc ualaigh cumhachta de 5 kW (ar na spriocanna 35). Sholáthródh sé seo ráta sputter inmharthana ó thaobh na tráchtála de chun luas líne an chótaí a mhéadú. D'fhonn an t-uaschlúdach feidhmíochta a chinneadh, reáchtáladh gach sprioc ag méadú leibhéil chumhachta chun meicníochtaí teip fhéideartha a aithint ag ualaí ardaithe cumhachta.


Tomhas Arc

Rinneadh iompar stua a thomhas le córas forbartha intí. Go praiticiúil, níl seans maith ann go mbainfí spriocanna airgid as spriocanna mar gheall ar a seoltacht ard agus is iondúil go dtéann siad i mód mhiotalach. Dhéanfadh comhaireamh na n-airc do na dearaí éagsúla aird a tharraingt ar shaincheisteanna a bhaineann le seoltacht leictreach nó le neamhsheasmhacht plasma.


COSAINT AN CHÓRAIS CHÓSTA

Córas Cumhdaigh

Baineadh úsáid as córas seomra singil (Figiúr 2) le córas iompair ghloine chun an tástáil a dhéanamh. Suiteáladh na feadáin sprice go sainiúil agus rinneadh gach sraith tástála a mhacasamhlú. Feidhmíodh na spriocanna i mód DC.

Figure 2

Figiúr 2. An Seomra Cumhdach Tástála Beaga


Gás agus Brú Seomra

Baineadh úsáid as Argón do gach tástáil le ráta sreafa 140 sccm. Ba é an brú seomra do na tástálacha go léir idir 2.0 - 2.3 x 10 -3 mbar.


Ráta Sreafa Uisce agus Teocht

Tomhaiseadh an ráta sreafa do gach tástáil chomh maith leis na teochtaí ionraoin agus asraonta. Bheadh athruithe teirmeacha móra i gceist le hathruithe móra i dteocht an uisce. Nuair a dhéantar comparáid idir na difríochtaí ag gach leibhéal cumhachta, tugtar léargas ar tharchur teasa trí na muinchillí go dtí an feadán taca chuig an uisce.


Eagar Maighnéad

Ba é an cineál eagair maighnéad do na tástálacha go léir Bekaert AMBV2.1. Is é an t-eagar maighnéad inchoigeartaithe seo an gnáthdhearadh a úsáidtear le haghaidh iarratas ar sciath ghloine do limistéir mhóra a thairgeann neart páirce comhthreomhar (tadhlach) thart ar 500 G ar dhromchla sprioc agus spriocúsáid os cionn 80% i mód DC agus AC. Is é an uillinn san áireamh idir na rannóga rás-chosa idir 30 agus 35 céim.



PRÓISEAS & PARAIMÉIRÍ A BHAINEANN LE TÁIRGÍ

Cobhsaíocht Próisis

Suiteáladh agus rinneadh meastóireacht ar gach sprioc ina n-aonar ag úsáid na gcoinníollacha teistíochta céanna. Socraíodh na paraiméadair seo a leanas mar phointe tosaigh do gach gné den turgnamh.


Tábla 1. Paraiméadair Phróisis

Paraiméadar

Tomhas

Fad Foshraithe go Foinse

80 mm

Luas Líne Foshraith

1 mhéadar in aghaidh an mhionaoisigh

Líon Passe

10

Tomhas Tiús

34, spásáilte 25 mm óna chéile


Bhí an fhuinneog sputter sa chót seo cosúil le timpeallacht sciath gloine ghloine tipiciúil.


Ráta Sputter

Socraíodh an ráta spréite trí thiús an sciath ar gach foshraith a thomhas trí Dektak IIa agus an ráta sputter a ríomh bunaithe ar luas líne an fhoshraith agus ar líon na dtréimhsí.


Próifíl na hÁise - Éide Cumhdach

Rinneadh tiús a thomhas ag úsáid 34 foshraithe ar leith chun aonfhoirmeacht sciath a thomhas ar fud an leithead


Meáin Sheoltacha

Maidir leis an dá dhearadh a ionchorpraigh meáin sheolta chun seoladh leictreach agus teirmeach a chur chun cinn idir na sleeves sprice agus an feadán taca, baineadh úsáid as na hábhair seo a leanas:

Feadán ceangailte - Indiam íon - MP 156.6◦C, seoltacht theirmeach (ag 85◦C) .78 W / m◦K

Greamaigh mheicniúil le greamaigh theirmeach - Dow Corning DC340 - an uasteocht oibriúcháin - 200◦C, seoltacht theirmeach .42 W / m◦K



TORTHAÍ AGUS CÁSANNA

Tábla 2. Rátaí Sainchúlaithe - nm m / min

Leibhéal Cumhachta (kW)

Ceangailte

Meicniúil

mount

Meicniúil

greamaigh te / teirmeach

Monolithic

1
27 27 29 27
2.5 70 - 70 70
3.8 - - 108 -
5 135 - 140 140
7.5 198 - 202 200
10 - - 268 254


Tábla 3. Luas Teasa - Sprioc Dromchla Teocht - .C

Leibhéal Cumhachta (kW)

Ceangailte

Gléas meicniúil

Greamaigh mheicniúil / ghreamaitheach

Monolithic

1
33.3

260 agus ag méadú

32-34.5

32
2.5 44 -

42-44.3

38.8
3.8 - -

46.5-52.2

-
5 59.5 -

61 - 65.9

51
7.5 90 - - 63
10

> 200 agus ag méadú

-

111.5

89


Tábla 4. Max. Athrú ar an teocht uisce - ◦C -

 

Leibhéal Cumhachta (kW)

Ceangailte

Gléas meicniúil

Am atá caite meicniúil / teirmeach

Monolithic

1 0.4 0.5 1 1.5
2.5 1.5 - 2.5 1.8
3.8 - - 2.5 -
5 2.4 - 3.0 3
7.5 6.4 - - 4.5
10 6.3 - 5.7 4.7


Cumhdach Éide

Léirigh gach dearadh a tástáladh airíonna brataithe imeallacha den chineál céanna. Rinneadh rothaíocht ar na foshraitheanna trí 10 faoi bhun na sprice. Is sampla ionadaíoch é Figiúr 3 den chomhionannas tiús trasna an leithead. Freagraíonn cruth an chuar le fad an eagar mhaighnéadaigh. Tá an titim amach ag an dá cheann mar gheall ar chomh híseal is atá an sprioc. Níor tugadh aon difríochtaí faoi leith san aonfhoirmeacht faoi deara.

Figure 3

Figiúr 3. Comhionannas Cumhdaigh Imeall go Imeall (tipiciúil)


Teorainneacha le gach Dearadh

Sa réimeas tástála seo, léiríonn na torthaí nach dearadh oiriúnach an sprioc meicniúil sleeved, bhí an méadú ar theocht sprioc láithreach agus drámatúil. D'oibrigh an sprioc chéanna nuair a úsáideadh í i gcomhar le greamaigh seoltaí, i bhfad níos fearr, ach ag ualaí ardaithe cumhachta, d'éirigh an ghreamú níos sreabhach agus shruthfadh sé amach as na bearnaí sleasa go sleeve ag cruthú imeachtaí stua. Laghdaíonn laghdú an toirt ghreamaithe mar gheall ar sceitheadh cumas aistrithe teasa na sprice. Le himeacht ama, thaispeánfadh sé seo go méadófaí na teochtaí sprice agus laghdófaí an sprioc-shaol éifeachtach. Léirigh an sprioc bhanna dea-fheidhmíocht suas le 7.5 kW. Mar sin féin, nuair a ritheadh an sprioc go 10kW ar dtús, theip ar chuid den bhanna indiam. Feidhmíocht tar éis sin a bhí corrlach os cionn 5 kW. Mar a bheifí ag súil leis, chuir an feadán monolithic an toradh foriomlán ab fhearr ar fáil. Sholáthair an sprioc monolithic an dea-fheidhmíocht ag gach leibhéal cumhachta.


Strusanna Meicniúla

Ba leor an gnóthachan teirmeach san fheadán neamh-bhanna chun leathnú líneach a dhéanamh ar na muinchille feadán. An oiread sin ionas go ndearnadh an fáinne sádráilte táthaithe a dhíscaoileadh (féach Fíoracha 4 agus 5). Laghdaíodh tástáil an fheadáin seo ag an bpointe seo. Níor thaispeáin aon cheann de na dearaí feadán eile aon strus meicniúil inbhraite a chuirfeadh bac ar iompar sprice.

Figure 4

Figiúr 4. Fáinne Coinneála Táthaithe Táthaithe gan Sleeves


Arcing

Rinneadh ráta na stua a thomhas do gach ceann de na cumraíochtaí sprice. Ní raibh an t-áirsiú ina shaincheist ach amháin maidir leis an bhfeadán a chuimsigh an greamaigh seoltaí. Nuair a théitear an greamaigh seoltaí agus nuair a thosaigh sé ag gol trí na bearnaí sna muinchillí, tugadh ráta ard stua faoi deara. Seachas sin, ní fhacthas an t-áirse ach amháin nuair a cuireadh an teirmeachúpla i dteagmháil leis an bhfeadán.


Léiriú Torthaí - Clúdach Oibriúcháin Feidhmeach

Figure 5

Figiúr 5. Fáinne Coimeádta Táthaithe Táthaithe le Sleeves Feistithe

I gcás gach tástála, rith an sprioc monolithic with agus sholáthair sé ráta sputter ard go seasta. Níor thángthas ar aon fhadhbanna a thabharfadh le fios gurb é 10kW an uasteorainn don dearadh seo.

D'éirigh go maith leis na sleeves atá feistithe go meicniúil chomh maith le greamaigh seoltaí. Ba cheist í an ghreamú agus rialú an ghreamú agus bheadh gá le feabhsú dearaidh chun a chinntiú go mbíonn an ghreamú cobhsaí ar feadh shaolré an fheadáin. Cé gur thaifead an chumraíocht dearaidh seo an ráta is airde sputter, ní dhéanann athruithe sa tástáil seo chomh suntasach sin. Is féidir go gcuirfeadh téamh spriocdhírithe leis an ráta méadaithe sputter.

Ar an gcaoi chéanna, chomhlíon an sprioc indiam indeded an ceanglas cumhachta 5 kW a socraíodh le haghaidh inmharthanacht tráchtála. Léirigh sé freisin aistriú teasa éagobhsaí ag 10 kW, agus laghdaíodh sláine na mbannaí ina dhiaidh sin agus ní bheadh an sprioc ag rith go comhsheasmhach a thuilleadh ag suíomh cumhachta níos mó ná 7.5 kW. Ós rud é gur luathaíodh an tástáil seo, ní féidir a chinneadh cén cineál sláine bannaí a bheadh i gceist le haghaidh oibriú fada ag suíomh cumhachta 5 go 7.5 kW. D'fhéadfadh éifeacht a bheith ag mais na sprice agus ag topagrafaíocht an dromchla de bhrí go bhfuil an sprioc á ídiú le himeacht ama. Leánn Indium ag 156.6◦C. Bhí an teocht dromchla suas le 7.5kW níos lú ná an leáphointe, thar an 7.5kW bhí an teocht os cionn 200◦C. D'fhéadfadh aon athruithe ar thoirt nó ar theocht seachadta uisce, fiú ar feadh tréimhse ghearr ama, teip bhanna spontáineach a chruthú.


CONCLÚID

Rinneadh meastóireacht phraiticiúil ar roinnt dearaí éagsúla. Rinneadh é seo trí theicneolaíochtaí sil-leagan tipiciúla a úsáid le crua-earraí a bhí ar fáil go héasca. Léiríodh go bhfuil an méadú féideartha ar fheidhmíocht sil-leagain ar na spriocanna is mó a chuir an éifeacht is fearr ar théamh an phlasma ar fáil. Bhí an duillín ar fheidhmíocht muinchille an-teoranta, bhí na tosca a d'fhéadfadh a bheith ag cuidiú le héiceolas sa fheadán taca agus easpa seolta ar feadh na faid go dtí na fáinní coinneála. D'éirigh go maith le dearaí muinchille le meán comhleanúnach aistrithe teasa chun na bearnaí idir ID an sprioc-chinn agus OD an fheadáin taca a líonadh. Bainfidh gach ceann de na coincheapa seo tairbhe as feabhsuithe i roghnú meán, lamháltais agus cóimeáil níos déine. Beidh feidhmíocht níos airde agus níos comhsheasmhaí mar thoradh ar optamú sna réimsí seo.




'Nar par ya:Gan Fhaisnéis Next2:Evaporation agus Sputtering