Denna situation är vanlig på produktionsplatser: en kund har en brådskande order som bara kräver några dussin verktyg, men ugnens kapacitet är flera tusen. Ska den slås på eller av?
För att spara tid sätts verktygen ofta direkt in i ugnen. Resultatet? Färgskillnad, filmsprickor eller till och med uppmjukning av substratet efter glödgning.
Vid det här laget justerar teknikern ofta parametrar, kontrollerar gaser och misstänker målmaterialet, men förbiser den mest iögonfallande faktorn-ugnen är underbelastad.
Idag kommer vi att diskutera en "gudomlig hjälp" vid verktygsplätering (särskilt känsliga beläggningar som DLC) som lätt kan misstas för metallskrot-den dummy lasten.
De så-kallade "processparametrarna" är faktiskt "fulla-parametrar."
Många beläggningsingenjörer har en missuppfattning att om de ställer in spänning, ström, gastryck och temperatur korrekt, kommer beläggningskvaliteten att vara konsekvent.
Detta är helt fel.
PVD vakuumbeläggning är i huvudsak en dynamisk jämvikt i en plasmamiljö. Alla parametrar du ställer in (som förspänningsström och målström) justeras baserat på en förinställd "belastning".
När ugnen är full, "omsluter" plasman jämnt tusentals arbetsstycken; men vad händer när ugnen bara innehåller en-tiondel av arbetsstyckena, givet samma effekttäthet?
Plasma kommer obevekligt att attackera de få återstående arbetsstyckena.
Det är som att använda en eld som ursprungligen var avsedd att tillaga en köttgryta, men som nu bara tillåter dig att tillaga två skivor; det oundvikliga resultatet är-att köttet bränns, och grytan kan till och med brinna igenom.
De tre kärnfunktionerna hos dummylaster
Vid hög-verktygsplätering, särskilt vid applicering av väte-fri DLC eller beläggningar med hög-hårdhet, är användningen av dummylaster (kasserade verktygshållare, specialiserade fixturer eller ersättningar) inte för estetiska ändamål, utan för överlevnad.
1. Stabilisera "termisk tröghet" för att förhindra substratglödgning
Värmeledning är mycket långsam i en vakuummiljö; den förlitar sig huvudsakligen på strålning.
Om det finns för få arbetsstycken i vakuumkammaren minskar den totala värmekapaciteten kraftigt. Under samma värmekraft eller bombardemangsenergi kommer arbetsstyckets uppvärmningshastighet att vara som en raket.
Följd: Ditt instrument kan visa en temperatur på endast 450 grader, men den lokala temperaturen för de skarpa hörnen eller skärkanterna på arbetsstycket kan redan ha överskridit anlöpningstemperaturen för höghastighetsstål.
Resultat: Beläggningen var bra, men verktygets hårdhet minskade, vilket gjorde att det gick sönder omedelbart vid kundanvändning. Syftet med dummylasten är att fungera som en stor "värmeabsorbent", som kontrollerar temperaturen och gör värmekurvan jämn och hanterbar.
2. "Bedra" strömförsörjningen för stabil förspänning
Bias strömförsörjning måste detektera lastimpedans under drift.
Om det finns för få arbetsstycken kommer belastningsimpedansen att variera kraftigt. Strömförsörjningens matchande nätverk kanske inte fungerar optimalt och kan till och med ofta upptäcka falska "bågbildning", vilket leder till frekventa-strömavbrott eller vågformsförvrängning.
Konsekvenser: Dålig beläggningsvidhäftning och jämn gropbildning orsakad av momentan högspänning som bryter ner arbetsstyckets kanter.
Resultat: Genom att lägga till en dummybelastning ser strömförsörjningen en "bekant" impedansmiljö, vilket resulterar i en jämn och stabil utsignalsvågform.
3. Förbättring av gasflödesfördelning och plasmadensitet (särskilt DLC)
DLC (Diamond-like Carbon)-beläggningar är extremt känsliga för inre stress.
Under kolfilmavsättning, om belastningen är för låg, har överskott av koljoner ingenstans att ta vägen, vilket leder till alltför snabba lokala avsättningshastigheter och en kraftig ökning av inre spänningar i filmen.
Konsekvenser: Filmen kan spricka i vakuumet innan den lämnar kammaren, eller automatiskt lossna efter att ha lämnats i flera dagar efter att ha lämnat kammaren.
Lösning: En dummylast, genom att uppta utrymme, simulerar gasflödesstörningar och förbrukning under fulla förhållanden, vilket säkerställer att förbrukningshastigheten för de reaktiva gaserna upprätthålls inom processfönstret.
En dummy last är inte en "soptunna".
Eftersom en dummy belastning är så viktig, kan du inte bara slänga i något gammalt metallskrot?
Detta är det andra vanliga misstaget många fabriker gör.
1. Blindlasten måste vara "ren". Många operatörer kastar helt enkelt in rostiga järnblock eller olje-fläckade jiggar för att fylla utrymmet.
Dessa smutsiga saker kommer, när de värms upp i vakuum, att frigöra stora mängder vattenånga och oljeånga (avgasning).
Rekommendation: Dummylaster bör också genomgå en standardrengöringsprocess, åtminstone för att säkerställa att de är fria från olja och rost.
2. Geometrin ska vara "liknande".
Om du belägger en smal pinnfräs, bör dummylasten helst också vara ett liknande stångformat föremål.-
Om du placerar en stor platt platta som dummylast, kommer dess elektriska fältfördelning (kanteffekt) att vara helt annorlunda än den för den smala stången, vilket allvarligt stör beläggningslikformigheten hos det närliggande arbetsstycket.
