بخشی از مقاله
چکیده
دستگاه لایه نشانیBalzers BAK760 براي ساخت لایه نازك به روش تبخیر فیزیکی یا همان تبخیر در خلاء - PVD - 1 به کار می رود. چتر چرخشی این دستگاه طوري طراحی شده است که زیرلایه ها در فواصل متقارن از تفنگ الکترونی، قرار گیرند. براي یکنواخت شدن لایه انباشت شده روي زیرلایه ها، می بایست چتر با سرعت مشخصی بچرخد.
این چتر براي لایه نشانی روي زیرلایه هاي تخت یا زیرلایه هایی با شعاع انحنا خیلی زیاد - که در ابعاد کوچک، تخت به نظر می آیند - ، طراحی شده است. براي لایه نشانی روي زیرلایه هایی با اشکال متفاوت، باید چتر و هلدر هاي متفاوتی طراحی و ساخته شود. در این مقاله طراحی و ساخت سه نوع هلدر و چتر که مناسب براي لایه نشانی تیوپ هاي استوانه اي و زیرلایه هاي آینه هاي گوسین است، گزارش شده است.
مقدمه
لایه نشانی روي زیرلایه هاي تخت و یا زیرلایه هایی با شعاع انحناء بالا براي ساخت انواع آینه هاي لیزر و قطعات اپتیکی توسط دستگاه لایه نشانی Balzers BAK76 - شکل - 1 به روش فیزیکی تب خیر مواد در محفظه خلاء - P VD - انجام می پذ یرد. به دلیل اینکه می خواهیم ضخ امت لایه انباش ت شده کاملا یکنواخت باشد، باید در حین لایه نشانی، زیرلایه ها با سرعت مناسبی چرخانده شوند.
چتر چرخ شی طوري طراحی می شود که کلیه ذرات بخار مواد تبخیر ش ده که ضخامت لایه نازك را ای جاد می کنند، به طور یکنواخت رو ي زیرلایه ها انباشته شوند. در شکل2 شماي داخل محفظه خلاء یک دستگاه لایه نشانی، نشان داده شده است. محل قرارگرفتن زی رلایه ها روي چ تر در بالاترین قسمت محفظه خ لاء و محل تفنگ الکترونی در کف محفظه تعبیه شده است.
در هر لایه نشانی محل نصب زیرلایه ها حائز اهمیت است و بسته به تعدادشان، آنها را به صورت مداري روي چتر نص ب می کنیم. نتایج حاصل از طیف سنجی قطعات پس از لایه نشانی ثابت میکند که پاسخ طیفی ق طعات روي یک مدار، یکسان است. شکل3 چتر دستگاه لایه نشانیBalzers BAK760 را در داخل محفظه خلا ء نشان می دهد .
تا وقتی زیرلایه ها تخت و یا منحنی با شعاع انحناء زیاد - در حدود 100 سانتیمتر و بیشتر - باشد که درحالت دوم زیرلایه ها در ابعاد کوچک - درحدود چند سانتیمتر - تخت به نظر تخت می آیند، زیرلایه ها به راحتی روي چتر نصب شده و لایه نش انی انجام میشود. مشکل از آنجا شروع می شود که زیرلایه ها یا به صورت استوانه اي باشند و یا هلدرهاي خاصی را لازم داشته باشند. این گونه موارد لایه نشانی، منجر به طر احی و ساخت چتر یا هلدرهاي خاص براي این دستگاه شد.
طراحی
در طراحی چتر چرخشی نکات زیر داراي اهمیت است:
-1قابلیت نصب چتر در دستگاه به طوري که در حین لایه نشانی و چرخش چتر، زیرلایه ها با قسمت هاي دیگر دستگاه برخورد نکنند.
-2سهولت کنترل سرعت چرخش آن از بیرون محفظه خلاء
-3چون این چتر در محیط خلاء با فشار حدود 10-5 و 10-6 تور نصب می شود میبایست قسمت موتور آن به صورت خشک کار کند و از استفاده هرگونه روغن براي روانکاري موتور اجتناب شود چون روغن هم خلاء محفظه را دچار اختلال می کند و هم به بخش هاي دیگر سیستم از جمله پمپ ها و گیح ها آسیب میرساند.
-4در نهایت باید چتر در فاصله مناسبی از تفنگ الکترونی قرار گیرد تا یکنواختی انباشت لایه ها حفظ شود.
سیستم نگهدارنده زیرلایه هاي استوانه اي
براي لایه نشانی زیرلایه هاي استوانه اي نگهدارنده یا هلدري به صورت شکل 4 طراحی و ساخته شد. این هلدر به طور همزمان امکان نگهداري دو زیرلایه استوانه اي را دارد. موتوراین هلدر می تواند زیرلایه ها را در حین لایه نشانی با سرعت 0.2 تا 0.5 دور در ثانیه بچرخاند. از نمونه قطعات لایه نشانی شده توسط این هلدر، لایه نشانی تیوپ استوانه اي لیزر Nd-YAG است. همانطور که گفته شد این موتور کاملا خشک کار می کند.
با استفاده از این هلدر تیوپ ها در ضمن فرایند لایه نشانی به دور خود می چرخند و مواد تبخیر شده به طور یکنواخت روي آنها انباشت می شوند. دستگاه لایه -نشانی فوق جوابگو نبود. هر قطعه زیرلایه می بایست در هلدري استوانه اي نصب شود تا امکان قرار گرفتن قطعات دیگر روي آن باشد. هلدرهاي چهارتایی استوانه اي با رزوه ي داخلی آن، براي نصب قطعات ذکر شده، به کار می رود، در شکل 6 نشان داده شده است.
سیستم نگهدارنده زیرلایه هاي تخت آینه هاي گوسین
براي لایه نشانی آینه هاي گوسین می بایست روي زیرلایه قطعاتی فلزي قرار گیرد تا مواد تبخیر شده، در محدوده مشخصی انباشت شوند لذا در این مورد نیز استفاده از چتر چرخشی در این قسمت موتور استفاده شده همانند موتور قسمت قبلی است وسیستم کنترل سرعت آن هم به صورت قبل می باشد. صفحه اي که هلدرهاي استوانه روي آن نصب شده است با سرعت 0/2 تا 0/5 دور در ثانیه می چرخد.
