Los bastidores de evaporación por vacío Joule integrados en una caja de guantes bajo atmósfera controlada son útiles en la deposición de capas delgadas de materiales metálicos (Au, Pt, Ti, Cr, Al, Li…) y óxidos (SiO2, HfO2, Al2O3, …). Estos evaporadores térmicos se utilizan ampliamente para metalización, por ejemplo, para células fotovoltaicas y detectores, para deposición de electrodos (contactos óhmicos), por ejemplo, para baterías y electrónica orgánica OLED y para películas delgadas refractarias y capas ópticas.
La instalación descrita a continuación es un ejemplo de una solución que Jacomex entregó en colaboración con Alliance Concept para la deposición de capas delgadas de materiales metálicos en cajas de guantes purificadas.
La caja de guantes de atmósfera controlada PUREEVO es el modelo ideal para la integración de bastidores de evaporación. Una gestión de proyecto personalizada realizada por nuestra oficina de diseño garantiza una integración perfecta de la caja de guantes y el evaporador y una optimización ergonómica.
El modelo está disponible en diferentes longitudes: 2 guantes, 3 guantes, 4 guantes y dos configuraciones: de un solo lado o de doble lado.
La caja de guantes está equipada con dos esclusas de vacío, normalmente de Ø400 y Ø150 mm, conectadas a una bomba de vacío (bomba primaria de paletas rotativas o bomba seca). Según los requisitos, las esclusas también pueden fabricarse en versión calefactada. En caso de conexión a otra caja de guantes que se utilice en las fases de deposición, preparación o caracterización de sustratos, es posible proporcionar esclusas de vacío en T que permitan la introducción de materiales desde el exterior en una caja de guantes así como la transferencia de muestras de una caja de guantes a otra.
La caja de guantes PUREEVO está equipada con una unidad de purificación P(sys) para la eliminación continua de trazas de humedad y oxígeno del volumen de trabajo a niveles de 1 ppm o menos. Las unidades de purificación de la gama P(sys) son depuradores de gas de alta capacidad (N2, Ar) con circulador de caudal variable, regeneración automática, regulación automática de presión y modo de ahorro de energía continuo 24/24. Otras funciones (alarmas, historial, exportación de datos, etc.) permiten un uso fácil con condiciones de trabajo óptimas. Están disponibles en dos modelos: una versión de línea simple con capacidad de purificación suficiente para trabajar cómodamente a lo largo del tiempo sin necesidad de regeneración, y una versión de doble línea para asegurar su entorno de trabajo a 1 ppm sin interrupción.
P(sys) línea simple: capacidades 45 L O2 – 1.440 g H2O
P(sys)-II-P doble línea: capacidades 90 L O2 – 2.880 g H2O
Los sensores de H2O y O2 permiten el control continuo de la pureza de la atmósfera en pantalla.
Toda la unidad está controlada íntegramente por un PLC con acceso al control de datos y configuración de parámetros en una pantalla táctil en color.
Puede encontrar nuestra información detallada sobre el PUREEVO y nuestros diferentes sistemas de purificación P(sys) en el sitio web de Jacomex.
Un kit de presión de vacío P300
Cámara de vacío cúbica de acero inoxidable de 300 mm con puerta frontal de aluminio con bisagras con dos mirillas para la carga de material en las fuentes de evaporación o las operaciones de mantenimiento (por ejemplo, cambio de pantallas protectoras). Una puerta de proceso para la carga de sustratos desde la caja de guantes. El recinto está equipado con un conjunto de pantallas protectoras para las paredes internas de la cámara. También se proporcionan varias conexiones:
- mirillas,
- medida de vacío,
- ventilación,
- conexión de bomba,
- pasos libres para instalar, si es necesario, sus accesorios de medición u otros accesorios.
- En este bastidor HV, el sellado está garantizado por el uso de anillos de Viton.
Varias fuentes de evaporación por vacío
Cada fuente Joule consta de un paso eléctrico de alta corriente refrigerado por agua conectado a un generador de alta corriente y un paso de alta corriente conectado a tierra. En la parte superior, los pasos eléctricos incluyen un dispositivo de montaje con tornillo para fijar un filamento resistivo (tungsteno…) para recibir el material a evaporar (alambre), o una góndola, o un horno de evaporación. El soporte de la góndola es compatible con góndolas de hasta 100 mm de longitud.
Una cubierta neumática de la fuente oculta la fuente durante la preparación de cargas antes de la evaporación. El equipo está diseñado para recibir hasta tres fuentes.
Configuración de fuentes de alimentación
Una fuente de alimentación de alta corriente necesaria para la evaporación térmica de materiales. Potencia de salida 2 kW, tensión de control 4 V y corriente de salida máxima 475 A. Fuente de alimentación controlada por un controlador de potencia y gestionada automáticamente por el controlador de deposición.
Sistema de bombeo de vacío secundario
Bomba primaria de paletas seca o lubricada. Una bomba secundaria turbomolecular PFEIFFER, modelo HiPace 300 o equivalente, velocidad de bombeo 300 l/s. Válvula de aislamiento secundaria.
Válvulas de aislamiento de prevaciado y descarga en la bomba secundaria para sistema de derivación, garantizando una vida útil óptima del equipo. Una válvula pilotada para ventilación del recinto. Medición de presión mediante medidor triple Pirani/Bayard-Alpert INFICON BCG 450 o equivalente, rango de medición 10+3 a 10-10 mbar y un sensor capacitivo para detección de Patm.
Controlador de espesor con cabezal de cuarzo simple
Controlador de proceso automático para programación, servocontrol, control en tiempo real del depósito de diferentes materiales, combinación de estos materiales guardados en memoria, depósitos en secuencia. Gestión de hasta dos cabezales de medición. Tiempo y etapa actual mostrados en tiempo real en una pantalla. Un cabezal equipado con un sensor de cuarzo detecta variaciones de frecuencia de oscilación en función de la masa depositada utilizando el proceso MODELOCK que mejora la relación señal-ruido. Intervalo de medición 0,25 s. Resolución en espesor y velocidad: 0,06 ángstroms @ herramienta/densidad = 100 con una frecuencia de oscilación fundamental de 6 MHz.
Frecuencia de oscilación 6 MHz. Límite de divergencia de frecuencia 1,0 MHz.
Cubierta de crisol que enmascara la fuente durante la fase de precalentamiento accionada por un gato de accionamiento neumático gestionado por el controlador de deposición.
Cabezal de medición estándar de cuarzo simple refrigerado por agua asociado a su oscilador de 6 MHz mediante un paso eléctrico sellado. La balanza de cuarzo está fijada mecánicamente en el recinto para garantizar la reproducibilidad de los depósitos, en estrecha proximidad al sustrato. Se pueden proporcionar otras configuraciones y estrategias de medición de espesor.
Puerta de sustrato giratoria motorizada
Instalada en la parte superior de la cámara.
Sistema de pilotaje y automatismo
Sistema de control compacto con PLC de pantalla táctil o equivalente que integra PLC y panel de operador en un mismo dispositivo. Permite una gestión de bombeo con conmutación de vacío primario a vacío secundario en automático con visualización de la presión de trabajo en la cámara. También garantiza la seguridad tanto desde el punto de vista del usuario como del equipo. Por ejemplo, es imposible alimentar la fuente si la cámara está abierta.
Jacomex y Alliance Concept ofrecen el equipo que combina caja de guantes y sistema de deposición de películas delgadas PVD adaptado a sus necesidades respetando su presupuesto. Con varias décadas de experiencia, las dos empresas le ofrecen su reconocido saber hacer en Francia pero también en numerosos institutos de investigación y empresas de todo el mundo. El diseño y la fabricación se llevan a cabo en Francia garantizando la calidad requerida para este tipo de equipos de alta tecnología.
