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Vakuumbeschichtung durch reaktives Sputtern für beschichtetes Glas

Reaktives Sputtern in der Praxis 
Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ist eine Technik, bei der dünne Schichten auf Oberflächen aufgebracht werden. Beim Sputtern oder reaktiven Sputtern werden kleine Teilchen von einem Material abgelöst und mit einem Gas vermischt, das in die Kammer geleitet wird. Diese Mischung setzt sich dann auf der Oberfläche ab und bildet eine Beschichtung.

Beispielsweise wird ein Metall (Aluminium) mit hochenergetischen Argon beschossen, was einen Dampf aus gesputterten Metallpartikeln erzeugt. Es reagiert mit den zugeführten reaktiven Gasen, welche die Abscheidung sehr dünner Keramikschichten auf Glas, Siliziumwafern, Metall oder Polymeren ermöglicht. Reaktives Sputtern wird zum Aufbringen von Beschichtungen für Antireflexion, Härtung und Verschleißschutz, etc. verwendet.

Anwendungsanforderungen

Schnelle Durchflussregelung ist unerlässlich in der Vakuumbeschichtungstechnik. Jede Sekunde spart Zeit und Energie, was zu einer höheren Effizienz der Beschichtungsanlage führt. Der Gasdurchfluss muss mit einem großen dynamischen Durchflussbereich ausgestattet sein und dabei hohe Reproduzierbarkeit und hervorragende Langzeitstabilität aufweisen, sodass eine gleichbleibende Qualität gewährleistet ist.

Wichtige Aspekte

01

Schnell reagierende Durchflussregelung

02

Möglichkeit Absperrventile zu integrieren

03

Großer dynamischer Bereich

04

Moderne Kommunikationsschnittstellen

Die Lösung

Der FLEXI-FLOW Compact Massendurchflussregler erreicht 150 msek Reaktionszeit ohne Überschießen. Auf diese Weise kann Bronkhorst die Anforderungen von Kunden aus dem Bereich Vakuumbeschichtungen erfüllen, die Mehrkanal-Durchflusslösungen sowie eine stabile und schnelle Durchflussregelung in Kombination mit einer Absperrfunktion benötigen. 

Durchflussschema

Beispiel eines Prozessschemas mit 6 Massendurchflussreglern. Absperrventile sind integriert, um eine sehr geringe Leckrate zur Vakuumkammer zu gewährleisten

Schnelle Durchflussregelung

Endnutzer von Vakuumbeschichtungsanlagen benötigen ein sehr schnell reagierendes Gasversorgungssystem. Sie optimieren die Prozessbedingungen wie Druck und Gasdurchfluss und überwachen das Ergebnis durch Messung der Schichtdicke während des Beschichtungsprozesses. Während des Prozesses muss ein stabiler, kontrollierter Gasdurchfluss vorhanden sein, damit die Beschichtung die richtige Stärke und Zusammensetzung erhält. 


Wenn das Sputtersystem feststellt, dass die Dicke oder die Transparenz abweicht, korrigiert es den Abscheidungsprozess durch Anpassung der Gasdurchflüsse. Daher ist eine sehr schnelle Durchflussregelung mit einer Reaktionszeit im Bereich von 150 Millisekunden erforderlich. 
 
Der FLEXI-FLOW Compact Durchflussregler erfüllt diese Anforderungen. Sollten Schwankungen des Eingangsdrucks auftreten, hält der Durchflussregler den Durchfluss so stabil wie möglich auf dem Sollwert. Bei Veränderungen in der Reaktorkammer erhält der Durchflussregler einen neuen Sollwert. Eine schnelle Reaktion auf die Änderung der Durchflussrate führt daher zu weniger Abfall und weniger Ausschussprodukten. 

Integrierte Absperrventile
Ein Absperrventil kann integriert werden, um die Leckage zur Vakuumkammer in der Phase des Vakuumierens zu minimieren - besonders nützlich in Ultrahochvakuumreaktoren. 

Großer dynamischer Bereich
Der große dynamische Durchflussbereich mit einem hohen Turndown-Verhältnis von bis zu 1:1000 reduziert die Anzahl der benötigten Modelle und Ersatzteile und erhöht die Flexibilität der Vakuumbeschichtungsanlage. 

Kommunikations-Schnittstellen
Kompakte Mehrkanallösungen sind mit einer Kommunikations-Schnittstelle nach Wahl über ein Gateway erhältlich, das mit Industrieprotokolle wie Ethernet, EtherCAT und Profinet ausgestattet werden kann. Die so gewonnenen Daten können für die vorausschauende Wartung genutzt werden. 

„Dank des FLEXI-FLOW Compact von Bronkhorst erreichen wir eine gleichmäßige und zuverlässige Gasflussregelung in unseren Vakuumbeschichtungsanlagen, was den Ausschuss deutlich reduziert und die Produktqualität verbessert.“

Empfohlene Instrumente

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