Основными элементами установки вакуумного напыления, упрощенная схема которой представлена на рис. 4, являются: 1 - вакуумный колпак из нержавеющей стали; 2 - заслонка; 3 - трубопровод для водяного нагрева или охлаждения колпака; 4 - игольчатый натекатель для подачи атмосферного воздуха в камеру; 5 - нагреватель подложки; 6 - подложкодержатель с подложкой, на которой может быть размещен трафарет; 7 - герметизирующая прокладка из вакуумной резины; 8 - испаритель с размещённым в нём веществом и нагревателем (резистивным или электронно-лучевым).
Рис. 4. Упрощенная схема рабочей камеры установки термического вакуумного напыления.
В верхнем положении колпака с подложкодержателя устанавливают подложки. Колпак опускают и включают систему вакуумных насосов. Для ускорения десорбции воздуха с внутренних поверхностей и сокращения времени откачки в трубопровод подают горячую проточную воду. По достижении давления внутри камеры порядка 10-4 Па включают нагреватели испарителя и подложек. По достижении рабочих температур заслонку отводят в сторону и пары вещества достигают подложки, где происходит их конденсация и рост плёнки. Система автоматического контроля за ростом плёнки фиксирует либо толщину плёнки, либо поверхностное сопротивление, либо время напыления. Вырабатываемый при этом сигнал об окончании напыления после усиления воздействует на соленоид заслонки, перекрывая ею поток пара. Далее отключают нагреватели испарителя и подложек, выключают систему откачки, а в трубопровод подают холодную проточную воду. После остывания подколпачных устройств через натекатель плавно впускают атмосферный воздух.
Процесс термического вакуумного напыления характеризуется температурой на испарителе t°ис, давлением воздуха в рабочей камере P0, температурой нагрева подложек t°п. Температура нагрева вещества в испарителе должна обеспечивать достаточно высокую интенсивность испарения, чтобы сократить время напыления пленки. В то же время чрезмерно высокая интенсивность приводит к образованию мелкозернистой неустойчивой структуры в плёнке.
Испарительные устройства и их реализация.
Испарительные установки выделены в отдельную категорию газового оборудования. Эти агрегаты востребованы при регазификации, то есть при переводе жидкой фазы газового топлива в паровую. Если само по себе устройство с естественной газификацией, например газгольдер или любой другой резервуар, не может обеспечить нужные показатели расхода сжиженного газа, то необходимо использовать испарительную установку.
Между собой они могут различаться как по принципу действия, так и по техническим показателям. Если задействовать по-настоящему качественные модели, то можно значительно повысить эффективность эксплуатации резервуарного парка. В первую очередь это связано с тем, что испарительная способность повышается в несколько раз.
Испарительные установки
Между собой жидкостные и электрические агрегаты различаются принципом действия. В соответствии с названием, первые используют для интенсификации испарительного процесса жидкость-теплоноситель. Эти модели широко распространены и достаточно универсальны — среди них можно найти как сравнительно компактные, работающие от стандартной электросети, так и крупногабаритные — их конструкция включает в себя регуляторную группу и запорно-регулирующую арматуру, отдельный управляющий щит, а также контрольные датчики управления и безопасности. Такие установки могут использоваться на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, в коттеджных посёлках и так далее.
Если же используется электрический испаритель, процесс испарения осуществляется «сухим способом», поскольку проточные теплоносители не применяются. Электроток нагревает ядро испарителя и способствует преобразованию сжиженного газа в парообразную. Эти конструкции стали производиться позже, однако во многих случаях оказываются гораздо более целесообразными и безопасными.
На рынке представлены также и комбинированные варианты исполнения, и установки с дополнительными элементами, способные выполнять и иные функции. Среди них, в частности, смесительно-испарительные установки, погружные испарительные установки (проектируются на основе специального погружного модуля, обладают повышенной безопасностью и экономичностью).