Tình trạng này thường xuyên xảy ra ở các cơ sở sản xuất: một khách hàng có đơn hàng gấp, chỉ cần vài chục dụng cụ nhưng công suất lò lên tới vài nghìn. Nên bật hay tắt nó?
Để tiết kiệm thời gian, người ta thường đưa dụng cụ trực tiếp vào lò nung. Kết quả? Sự khác biệt về màu sắc, nứt màng hoặc thậm chí làm mềm chất nền sau khi ủ.
Tại thời điểm này, kỹ thuật viên thường điều chỉnh các thông số, kiểm tra khí và nghi ngờ vật liệu mục tiêu nhưng lại bỏ qua yếu tố khó thấy nhất-lò nung chưa đủ tải.
Hôm nay, chúng ta sẽ thảo luận về một "sự trợ giúp thần thánh" trong việc mạ dụng cụ (đặc biệt là các lớp phủ nhạy cảm như DLC) dễ bị nhầm lẫn với kim loại phế liệu-tải giả.
Cái gọi là "tham số quy trình" thực chất là "tham số tải đầy đủ".
Nhiều kỹ sư sơn có quan niệm sai lầm rằng nếu họ đặt điện áp, dòng điện, áp suất khí và nhiệt độ một cách chính xác thì chất lượng lớp phủ sẽ ổn định.
Điều này hoàn toàn sai.
Lớp phủ chân không PVD về cơ bản là sự cân bằng động trong môi trường plasma. Tất cả các tham số bạn đặt (chẳng hạn như dòng điện thiên vị và dòng điện mục tiêu) đều được điều chỉnh dựa trên "tải" đặt trước.
Khi lò đầy, plasma “bao bọc” đều hàng nghìn phôi; nhưng điều gì sẽ xảy ra khi lò chỉ chứa một-mười phôi, với cùng mật độ năng lượng?
Plasma sẽ không ngừng tấn công một số phôi còn lại.
Nó giống như dùng lửa vốn dùng để nấu một nồi thịt, nhưng bây giờ chỉ cho phép bạn nấu hai lát; kết quả tất yếu là-thịt bị cháy, thậm chí có thể cháy cả nồi.
Ba chức năng cốt lõi của tải giả
Trong lớp mạ-công cụ cao cấp, đặc biệt là khi áp dụng lớp phủ DLC-không chứa hydro hoặc lớp phủ có độ cứng-cao, việc sử dụng tải trọng giả (giá đỡ dụng cụ bị loại bỏ, đồ gá chuyên dụng hoặc vật thay thế) không phải vì mục đích thẩm mỹ mà để tồn tại.
1. Ổn định “quán tính nhiệt” để ngăn chặn quá trình ủ nền
Sự dẫn nhiệt rất chậm trong môi trường chân không; nó chủ yếu dựa vào bức xạ.
Nếu có quá ít phôi trong buồng chân không thì tổng công suất nhiệt sẽ giảm đi rất nhiều. Dưới cùng một công suất đốt nóng hoặc năng lượng bắn phá, tốc độ gia nhiệt của phôi sẽ giống như tên lửa.
Kết quả: Dụng cụ của bạn có thể hiển thị nhiệt độ chỉ 450 độ nhưng nhiệt độ cục bộ của các góc nhọn hoặc cạnh cắt của phôi có thể đã vượt quá nhiệt độ ram của thép tốc độ cao.
kết quả: Lớp phủ vẫn ổn, nhưng độ cứng của dụng cụ giảm, khiến dụng cụ bị vỡ ngay khi khách hàng sử dụng. Mục đích của tải giả là hoạt động như một "bộ hấp thụ nhiệt" lớn, kiểm soát nhiệt độ và làm cho đường cong gia nhiệt trở nên trơn tru và dễ quản lý.
2. “Đánh lừa” nguồn điện để có điện áp phân cực ổn định
Nguồn cung cấp năng lượng thiên vị cần phát hiện trở kháng tải trong quá trình hoạt động.
Nếu có quá ít phôi, trở kháng tải sẽ thay đổi rất nhiều. Mạng phù hợp của bộ nguồn có thể không hoạt động tối ưu và thậm chí có thể thường xuyên phát hiện "hồ quang" sai, dẫn đến thường xuyên tắt nguồn hoặc biến dạng dạng sóng.
Hậu quả: Độ bám dính của lớp phủ kém và thậm chí bị rỗ do điện áp cao tức thời làm đứt các cạnh phôi.
Kết quả: Bằng cách thêm một tải giả, bộ nguồn sẽ thấy một môi trường trở kháng "quen thuộc", dẫn đến dạng sóng đầu ra mượt mà và ổn định.
3. Cải thiện sự phân phối dòng khí và mật độ huyết tương (Đặc biệt là DLC)
Lớp phủ DLC (Kim cương{0}}giống như Carbon) cực kỳ nhạy cảm với ứng suất bên trong.
Trong quá trình lắng đọng màng carbon, nếu tải quá thấp, các ion carbon dư thừa sẽ không có nơi nào để di chuyển, dẫn đến tốc độ lắng đọng cục bộ quá nhanh và ứng suất bên trong màng tăng mạnh.
Hậu quả: Phim có thể bị nứt trong chân không trước khi rời khỏi buồng, hoặc tự động bong ra sau khi để vài ngày sau khi rời khỏi buồng.
Giải pháp: Tải giả, bằng cách chiếm không gian, mô phỏng sự xáo trộn và tiêu thụ dòng khí trong điều kiện đầy tải, đảm bảo rằng tốc độ tiêu thụ khí phản ứng được duy trì trong cửa sổ quy trình.
Tải giả không phải là "thùng rác".
Vì tải trọng giả rất quan trọng nên bạn không thể vứt bất kỳ mảnh kim loại cũ nào vào đó được sao?
Đây là sai lầm phổ biến thứ hai mà nhiều nhà máy mắc phải.
1. Tải giả phải "sạch". Nhiều người vận hành chỉ cần ném những khối sắt rỉ sét hoặc đồ gá lắp{2}}nhuốm dầu vào để lấp đầy khoảng trống.
Những thứ bẩn thỉu này khi đun nóng trong chân không sẽ thải ra một lượng lớn hơi nước và hơi dầu (thoát khí).
Khuyến nghị: Tải giả cũng phải trải qua quy trình làm sạch tiêu chuẩn, ít nhất là để đảm bảo chúng không có dầu và rỉ sét.
2. Hình dạng phải "tương tự".
Nếu bạn đang phủ một máy nghiền ngón mảnh thì tải trọng giả lý tưởng nhất cũng phải là một vật có hình dạng thanh-tương tự.
Nếu bạn đặt một tấm phẳng lớn làm tải giả, sự phân bố điện trường của nó (hiệu ứng cạnh) sẽ hoàn toàn khác so với thanh mảnh, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính đồng nhất của lớp phủ của phôi gần đó.
