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C60 富勒烯真空感应式蒸镀设备, RTEP400-C60是为C60 足球烯粉末蒸镀涂层应用儿研制的. 即利用PVD感应式蒸镀技术,将C60原子沉积在产品表面,凝结成高纯度的C60薄膜层。

背景

第一台C60感应式蒸镀设备是为上海大学而研制的.

感应加热蒸镀因其高生产率和通用性、清洁度和全自动化的可能性而广泛应用于不同领域。作为 PVD热蒸发技术的一种,该工艺对环境友好。由于感应可以达到 2000℃ 以上的温度,该方法非常适合工业生产和科学研究。

RTEP400 感应蒸发镀膜机专为在各种材料上进行 C60 蒸发沉积而设计。C60 制造商根据研发和测试结果作为一个强大的工具,帮助他们拓展新的应用行业。

C60 材料制造商对其应用行业进行研发,如光伏、太阳能电池、燃料电池、传感器、半导体等。

C60 材料薄膜沉积领域:

半导体

玻璃

聚合物

电子

光学

其他工业产品,包括食品包装膜、金属带等

 设备原理

真空环境创造:设备通过真空泵系统将蒸镀腔室抽至高真空状态,通常真空度可达到 10?3 Pa 至 10?? Pa 量级,以减少气体分子对蒸镀过程的干扰,确保 C60 富勒烯蒸发原子能够在几乎无碰撞的情况下到达基底并沉积形成薄膜。

蒸发源加热:采用感应加热方式,通过高频感应线圈在坩埚周围产生交变磁场,使坩埚内的 C60 富勒烯材料感应生热而蒸发。这种加热方式具有加热速度快、温度均匀性好、易于精确控制等优点,能够使 C60 富勒烯材料在较短时间内达到蒸发温度并稳定蒸发。

薄膜沉积:蒸发的 C60 富勒烯原子在真空环境中以直线运动的方式向基底迁移,并在基底表面沉积形成薄膜。通过控制蒸发源的温度、蒸发时间、基底与蒸发源之间的距离等参数,可以精确控制薄膜的厚度、均匀性和生长速率。

2. 设备组成部分

真空系统:包括真空泵、真空阀门、真空管道和真空测量仪器等,其作用是将蒸镀腔室抽成高真空状态并维持稳定的真空度。常用的真空泵有机械泵、分子泵、扩散泵等,根据不同的工艺要求可组合使用。

蒸发源:是产生 C60 富勒烯蒸发原子的关键部件,通常采用坩埚作为容器,选用耐高温、化学稳定性好的材料如石墨、陶瓷等制成。感应加热线圈围绕在坩埚外部,通过高频电源提供能量使坩埚内的 C60 富勒烯材料受热蒸发。

基底加热与冷却系统:基底加热系统可使基底在蒸镀前达到一定的温度,有助于提高 C60 富勒烯薄膜与基底之间的附着力和薄膜的结晶质量等。冷却系统则用于在蒸镀完成后快速降低基底和薄膜的温度,以减少热应力和防止薄膜在冷却过程中发生变形或损坏。

气体控制系统:可向蒸镀腔室中通入一定量的惰性气体如氩气、氮气等,以调节腔室内的气压和气体环境,影响 C60 富勒烯原子的迁移和沉积过程,从而控制薄膜的结构和性能。还可配备气体质量流量控制器等设备,精确控制气体的流量和通入时间。

监控与控制系统:包括温度传感器、压力传感器、膜厚监测仪等监测设备,实时监测蒸镀过程中的温度、压力、薄膜厚度等参数,并将数据反馈给控制系统。控制系统根据设定的工艺参数和反馈信息自动调节蒸发源功率、气体流量、基底温度等,确保蒸镀过程的稳定性和重复性。

应用

有机电子器件:如有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)、有机场效应晶体管(OFET)等,C60 富勒烯作为电子传输层材料,通过真空感应式蒸镀设备可以在基底上精确制备出高质量的 C60 富勒烯薄膜,提高器件的性能和效率。

纳米电子学:用于制备纳米尺度的 C60 富勒烯结构和器件,如纳米线、纳米管、量子点等,这些纳米结构在纳米电子学、量子计算、传感器等领域具有潜在的应用前景。

光学涂层:可制备具有特殊光学性能的 C60 富勒烯薄膜涂层,如高反射率、低吸收率、抗反射等涂层,应用于光学镜片、太阳能集热器、显示器等领域,提高光学元件的性能和效率。

防护涂层:C60 富勒烯薄膜具有一定的化学稳定性和抗氧化性能,可作为防护涂层应用于金属、塑料、玻璃等材料表面,提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性等。

技术优势

感应式蒸镀优势

高精度膜厚控制:能够精确控制 C60 富勒烯薄膜的厚度,可实现亚纳米级的膜厚控制,满足不同应用场景对薄膜厚度的严格要求,如在有机电子器件中,精确的膜厚对于控制电子传输和器件性能至关重要。

良好的薄膜质量:由于采用真空环境和精确的工艺控制,所制备的 C60 富勒烯薄膜具有均匀的厚度、高纯度、低缺陷密度和良好的结晶性能等,有利于提高基于 C60 富勒烯薄膜的器件的电学、光学和力学性能。

材料利用率高:蒸发源的设计和加热方式使得 C60 富勒烯材料能够充分蒸发并被利用,减少了材料的浪费,降低了生产成本,对于价格相对较高的 C60 富勒烯材料来说,这一点尤为重要。

工艺兼容性好:可以与其他薄膜制备工艺和后处理工艺兼容,如在蒸镀 C60 富勒烯薄膜之前或之后可以进行表面处理、光刻、蚀刻等工艺,方便制备复杂结构的器件和多层薄膜结构。

环保无污染:整个蒸镀过程在真空环境中进行,不涉及化学溶液和有害气体的排放,对环境友好,符合绿色制造的发展趋势。


设计特点:

超高极限真空压力:高达 9.0*10-5Pa;

快速加热装置,附着力好;

坚固、紧凑、坚固的涂层系统;

专为 C60 沉积设计的感应加热蒸发源;

感应蒸发器功率:RF 电流

立式,钟罩模型腔体

设计优势:

这是一种 100% 环保的涂层方法;

操作过程简单,PLC 控制系统;

便携尺寸,设计紧凑

技术规范

设备性能

极限真空压力:优于9.0*10-5Pa;

工作真空压力:6.0*10-4Pa~9.0*10-4 Pa;
本底真空压力:3.0*10-4 Pa

抽真空时间:从标准大气压到2.0×10-3Pa≤25分钟(室温,干燥、清洁、空腔)

沉积源:感应蒸发器、坩埚

操作模式:手动/自动(可选)

加热:从室温升至最高温度~1000℃,

蒸发功率:RF射频及电源

工作气体:Ar

 

真空镀膜机包含以下主要完整系统:

1.真空腔体

1.1尺寸:内径400mm,内高:400mm

1.2材质:真空室SUS304

真空室加强结构:SS41低碳钢,表面涂漆处理。

真空室底架:SS41低碳钢,表面涂漆处理。

1.3 蒸发屏蔽:SUS304

1.4 观察窗:在室门上

1.5 真空室排气阀(包括消音器)

2. 真空机组
粗真空抽气系统:

双级油旋片泵
3.高真空抽气系统:涡轮分子泵

4.电气控制和操作系统- HMI 操作单元

4.1 主电路:无保险丝断路器开关、电磁开关、串联 C/T 型

4.2 蒸发功率

4.3 蒸发控制系统

4.4 操作系统:PLC

4.5 测量系统真空压力:真空计:皮拉尼 + 彭宁计

4.6 报警系统:压缩空气压力、冷却水流量、误操作

4.7 电源负载指示器:电压指示器和负载电流指示器

5.沉积系统

5.1 沉积源:感应热蒸发器

5.2 沉积材料: C60

6.子系统

6.1 空气压缩阀控制系统

6.2 冷却水系统:水流管及开关阀系统

6.3 工作气体:Ar(>99.99%)

7.工作环境

压缩空气:5~8kg/cm2

冷却水:进水温度:20~25℃,200 升/分钟,

进水压力:2~3 kg/cm2,

电源:3 相 380V 50Hz(60Hz),8kVA,平均功耗:3kVA

占地面积:(长*宽*高)2000*200*2000mm

排气:机械泵排气口



设备布局图

如果您对此设备及其技术应用感兴趣,请联系我们获取更多信息。

现场

项目时间: 2017

项目地点: 上海, 中国