Vysoká{0}}presnosť, ultra{1}}riešenie na nanášanie tenkých vrstiev pre vákuové-utesnené prostredia

Vysoká{0}}presnosť, ultra{1}}riešenie na nanášanie tenkých vrstiev pre vákuové-utesnené prostredia

 

V špičkových{0}}výrobných oblastiach, ako je nanášanie polovodičových tenkých vrstiev, presné optické poťahovanie a nové energeticky funkčné povlaky, tradičné procesy striekania fungujúce v atmosférických podmienkach nedokážu splniť požiadavky na vysoko-presnú a-čistotu prípravy tenkého filmu. 60kHz technológia ultrazvukového rozprašovania s vákuovou prírubou, ktorá sa opiera o princíp vysoko-frekvenčného ultrazvukového rozprašovania a v spojení s vlastným-napájacím systémom vstrekovacieho čerpadla, dosahuje stabilné a presné rozprašovanie v úplne vákuovo utesnenom-prostredí, pričom sa úplne vyhýba atmosférickému rušeniu. Toto sa stalo základným procesným riešením pre vákuovú prípravu tenkých vrstiev a spracovanie mikro/nano povlakov, vhodné pre rôzne integrované výrobné a experimentálne scenáre výskumu a vývoja vo vákuových komorách.

 

I. Princíp základnej technológie: Vákuový-adaptívny vysokofrekvenčný-mechanizmus ultrazvukovej atomizácie

60 kHz je preferované vysoko-frekvenčné pásmo pre priemyselné presné rozprašovanie. V porovnaní s nízkofrekvenčným ultrazvukovým striekaním pri 20 kHz a 40 kHz ponúka toto pásmo vyššie frekvencie vibrácií a väčšiu presnosť atomizácie. Pomocou vysokofrekvenčných{7}}mechanických vibrácií možno tekuté povlaky, prekurzorové roztoky, funkčné kaly a iné médiá roztrhať na ultrajemné kvapôčky jednotnej veľkosti mikrón-. Koncentrovaná veľkosť kvapiek a nízka disperzia sú základom pre rovnomernú tvorbu filmu. Na rozdiel od bežného otvoreného{11}}typu ultrazvukového striekacieho zariadenia táto technológia využíva dizajn s utesnenou štruktúrou vákuovej príruby{12}}, čím upúšťa od tradičného režimu atomizácie nosného plynu stlačeného vzduchu. Keďže do procesu nie je zapojený žiadny nosný plyn, zásadne zabraňuje narušeniu prúdenia vzduchu do prostredia vákuovej komory a dokonale sa prispôsobuje podmienkam vákuového{14}}tesnenia.

 

Hlavná hubica zariadenia sa bez problémov pripája k vákuovej komore pomocou štandardnej vákuovej príruby. Celková uzavretá architektúra je prispôsobiteľná podmienkam vákua v rozsahu od 13Pa do 133Pa. Dokonca aj v podmienkach podtlaku v komore udržuje stabilné vysokofrekvenčné-vibrácie bez úniku, útlmu atomizácie alebo tlakovej nerovnováhy. Vo vákuovom prostredí nie sú ultrajemné kvapôčky ovplyvnené odporom vzduchu a oxidáciou a ukladajú sa rovnomerne a rovnomerne na povrch substrátu. Výrazne sa zlepšila roztierateľnosť kvapôčok, čím sa vytvorí hustý, rovnomerný, ultratenký funkčný povlak-bez dier, čím sa riešia priemyselné problémy disperzie kvapiek, oxidačnej aglomerácie a nerovnomernej hrúbky filmu, s ktorými sa stretávame pri atmosférickom striekaní.

 

II. Hlavné výhody systému: Presné striekacie schopnosti prispôsobené podmienkam vákua

1. Plná vákuová adaptabilita, extrémne vysoká čistota procesu
Celý systém využíva prírubový-utesnený integrovaný dizajn bez vonkajšej štruktúry nasávania vzduchu, vďaka čomu sa plne prispôsobuje utesnenému pracovnému prostrediu vákuovej komory. Môže dokončiť celý proces striekania za podmienok vysokého vákua. Vo vákuovom prostredí nedochádza k interferencii kyslíka, prachu alebo vodných pár, výsledkom čoho sú povlaky bez oxidačných nečistôt a zvyškov častíc, čo výrazne zlepšuje čistotu a stabilitu funkčných filmov. To dokonale vyhovuje výrobným scenárom s vysokými požiadavkami na čistotu, ako sú polovodiče, presná optika a biomedicína. Súčasne je zariadenie kompatibilné s rôznymi štandardnými vákuovými komorami, podporuje modulárnu integráciu, ľahko sa inštaluje a má silnú kompatibilitu, čo umožňuje priame pripojenie k následným procesom, ako je vákuové nanášanie a vákuové žíhanie.

 

2. Vynikajúca presnosť atomizácie, vynikajúca jednotnosť povlaku
60kHz vysokofrekvenčná-ultrazvuková atomizácia má mimoriadne silnú atomizačnú stabilitu, vytvára ultrajemné kvapôčky s jednotnou veľkosťou častíc a vysokou konzistenciou. V kombinácii s prispôsobeným vstrekovacím čerpadlom pre konštantný-presný prietok kvapaliny sa úplne vyhýba anomáliám rozprašovania spôsobeným kolísaním dodávky kvapaliny. Konečný náter dosahuje rovnomernosť presahujúcu 95 %, pričom hrúbka filmu je presne kontrolovaná na úrovni nanometrov až mikrometrov. Povlak je hustý, hladký a bez pomarančovej kôry a dierok. V porovnaní s tradičnými procesmi striekania a odstredivého nanášania sa kvalita a konzistencia filmu výrazne zlepšila, vďaka čomu je vhodný najmä pre ultra{8}}tenké funkčné nátery a presné mikro-aplikácie striekaním.

 

3. Široká adaptabilita médií a dobrá ovládateľnosť procesu: Využitím 60kHz vysoko-charakteristiky rozprašovania a prispôsobeného-systému s nastaviteľným prietokom s injekčnou pumpou je zariadenie prispôsobiteľné rôznym tekutým médiám vrátane vodných roztokov, alkoxidových roztokov, vodivých atramentov, fotorezistov, nano-suspenzí a polymérových roztokov. Stabilné rozprašovanie rozprašovaním je možné dosiahnuť s nízko-stopovými činidlami a stredne{7}}viskozitnými funkčnými suspenziami. Systém podporuje inteligentné riadenie receptúry prostredníctvom dotykovej obrazovky, pričom ukladá viacero sád parametrov procesu striekania. Spustenie procesu striekania-kliknutím umožňuje presné ovládanie dráhy striekania, rýchlosti prívodu kvapaliny, výkonu rozprašovania a parametrov vákua. Proces vykazuje extrémne vysokú opakovateľnosť, vďaka čomu je vhodný pre sériovú výrobu aj laboratórne výskumné aplikácie.

 

4. Extrémne nízke straty, energeticky efektívne
Ultrazvukové rozprašovanie sa spolieha na vysoko{0}}frekvenčné vibrácie na dosiahnutie beztlakovej atomizácie. V kombinácii s presným vstrekovacím čerpadlom na prívod kvapaliny je miera využitia náteru oveľa vyššia ako pri tradičnom pneumatickom striekaní, prakticky bez rozptylu kvapiek alebo odpadu, čo vedie k extrémne nízkej strate materiálu. Súčasne sa zariadenie môže pochváliť nízkou celkovou spotrebou energie a stabilnou prevádzkou. Vákuovo uzavretý prevádzkový režim eliminuje potrebu následných procesov odstraňovania prachu a nečistôt, zjednodušuje výrobný proces, výrazne zlepšuje efektivitu procesu a znižuje výrobné náklady a náklady na výskum a vývoj.

 

III. Hlavné aplikačné scenáre
Využitím svojich hlavných výhod vákuového tesnenia, vysokej presnosti, vysokej čistoty a silnej ovládateľnosti je 60kHz vákuová príruba ultrazvukové rozprašovanie s rozprašovaním + prispôsobený integrovaný systém vstrekovacieho čerpadla široko používaný v oblasti špičkovej presnosti výroby. V novom energetickom priemysle sa môže použiť na striekanie vrstvy katalyzátora palivových článkov, nanášanie funkčnej vrstvy solárnych článkov na tenký film a prípravu funkčného povlaku separátora lítiovej batérie; v polovodičovom a elektronickom priemysle je vhodný na poťahovanie mikro-oblastí čipov, izolačné poťahovanie-dosiek plošných spojov a transparentné poťahovanie optoelektronických komponentov; v oblasti presnej optiky dokáže pripraviť optické anti{7}}reflexné fólie, anti{8}}reflexné fólie a ochranné fólie odolné proti opotrebovaniu-; v oblasti biomedicíny je vhodný pre scenáre s vysokou presnosťou{10}}, ako je napríklad funkčné poťahovanie mikrofluidným čipom a príprava filmu biosenzora.

 

IV. Technické zhrnutie Technológia ultrazvukového rozprašovania s vákuovou prírubou 60 kHz v kombinácii s výhodami presného prívodu kvapalín prispôsobeného vákuového-injektážneho čerpadla prekonáva aplikačné prekážky tradičných procesov striekania vo vákuovom prostredí, pričom dosahuje presný proces striekania charakterizovaný vákuovým tesnením, vysokou presnosťou, vysokou čistotou a nízkymi stratami. Tento integrovaný systém eliminuje závislosť na nosnom plyne, je utesnený, aby sa prispôsobil podmienkam vákua a ponúka presnú kontrolu nad atomizáciou a prívodom kvapaliny. Dokonale spĺňa procesné požiadavky na špičkovú-prípravu tenkých vrstiev a presné mikro/nano povlaky, čím vypĺňa technologickú medzeru pri jemnom rozprašovaní vo vákuu. Ide o nepostrádateľné riešenie základných procesných zariadení v oblastiach špičkovej{7}}presnej výroby a výskumu a vývoja nových materiálov a hranice jeho aplikácií sa budú v budúcnosti naďalej rozširovať v špičkových-odvetviach, ako sú polovodiče, nová energetika a presná optika.