Cette situation est courante sur les sites de production : un client a une commande urgente, ne nécessitant que quelques dizaines d'outils, mais la capacité du four est de plusieurs milliers. Faut-il l'allumer ou l'éteindre ?
Pour gagner du temps, les outils sont souvent placés directement dans le four. Le résultat ? Différence de couleur, fissuration du film, voire ramollissement du substrat après recuit.
À ce stade, le technicien ajuste souvent les paramètres, vérifie les gaz et soupçonne le matériau cible, mais néglige le facteur le plus discret : {0}}le four est sous-chargé.
Aujourd'hui, nous allons discuter d'une "assistance divine" dans le placage des outils (en particulier les revêtements sensibles comme le DLC) qui est facilement confondu avec de la ferraille-la charge factice.
Les soi-disant "paramètres de processus" sont en réalité des "paramètres de-charge complète".
De nombreux ingénieurs en revêtement pensent à tort que s’ils règlent correctement la tension, le courant, la pression du gaz et la température, la qualité du revêtement sera constante.
C'est complètement faux.
Le revêtement sous vide PVD est essentiellement un équilibre dynamique dans un environnement plasma. Tous les paramètres que vous définissez (tels que le courant de polarisation et le courant cible) sont ajustés en fonction d'une « charge » prédéfinie.
Lorsque le four est plein, le plasma « enveloppe » uniformément des milliers de pièces ; mais que se passe-t-il lorsque le four ne contient qu'un-dixième des pièces, pour une même densité de puissance ?
Le plasma attaquera sans relâche les quelques pièces restantes.
C'est comme utiliser un feu qui était à l'origine destiné à cuire une marmite de viande, mais qui ne permet désormais d'en cuire que deux tranches ; le résultat inévitable est que-la viande brûle, et la marmite pourrait même brûler.
Les trois fonctions essentielles des charges factices
Dans le placage d'outils haut de gamme, en particulier lors de l'application de revêtements DLC sans hydrogène-ou de revêtements de dureté élevée-, l'utilisation de charges factices (porte-outils mis au rebut, accessoires spécialisés ou substituts) n'est pas à des fins esthétiques, mais à des fins de survie.
1. Stabiliser « l'inertie thermique » pour empêcher le recuit du substrat
La conduction thermique est très lente dans un environnement sous vide ; il repose principalement sur les radiations.
S'il y a trop peu de pièces dans la chambre à vide, la capacité thermique totale est considérablement réduite. Sous la même puissance de chauffage ou énergie de bombardement, la vitesse de chauffage de la pièce sera comme une fusée.
Conséquence: Votre instrument peut afficher une température de seulement 450 degrés, mais la température locale des coins pointus ou des arêtes coupantes de la pièce peut avoir déjà dépassé la température de revenu de l'acier rapide-.
Résultat: Le revêtement était bon, mais la dureté de l'outil a diminué, ce qui l'a amené à se briser immédiatement après son utilisation par le client. Le but de la charge fictive est d'agir comme un grand « absorbeur de chaleur », contrôlant la température et rendant la courbe de chauffage douce et gérable.
2. "Tromper" l'alimentation pour une tension de polarisation stable
Les alimentations de polarisation doivent détecter l'impédance de charge pendant le fonctionnement.
S'il y a trop peu de pièces, l'impédance de charge variera considérablement. Le réseau d'adaptation de l'alimentation peut ne pas fonctionner de manière optimale et peut même détecter fréquemment de faux « arcs », entraînant des coupures de courant fréquentes ou une distorsion de la forme d'onde.
Conséquences : Mauvaise adhérence du revêtement, voire piqûres causées par la rupture instantanée des bords de la pièce par une haute tension.
Résultat : en ajoutant une charge factice, l'alimentation voit un environnement d'impédance « familier », ce qui donne une forme d'onde de sortie fluide et stable.
3. Amélioration de la distribution du flux de gaz et de la densité du plasma (en particulier le DLC)
Les revêtements DLC (Diamond-like Carbon) sont extrêmement sensibles aux contraintes internes.
Lors du dépôt du film de carbone, si la charge est trop faible, les ions carbone en excès n’ont nulle part où aller, ce qui entraîne des taux de dépôt locaux trop rapides et une forte augmentation des contraintes internes au sein du film.
Conséquences: Le film peut se fissurer sous vide avant de quitter la chambre, ou se décoller automatiquement après avoir été laissé plusieurs jours après avoir quitté la chambre.
Solution: Une charge factice, en occupant de l'espace, simule les perturbations du flux de gaz et la consommation dans des conditions de pleine charge, garantissant ainsi que le taux de consommation des gaz réactifs est maintenu dans la fenêtre de processus.
Un chargement factice n’est pas une « poubelle ».
Puisqu’une charge factice est si importante, ne pouvez-vous pas simplement y jeter n’importe quelle vieille ferraille ?
C’est la deuxième erreur courante commise par de nombreuses usines.
1. La charge fictive doit être « propre ». De nombreux opérateurs jettent simplement des blocs de fer rouillés ou des gabarits tachés d'huile-pour remplir l'espace.
Ces objets sales, lorsqu’ils sont chauffés sous vide, libèrent de grandes quantités de vapeur d’eau et de vapeur d’huile (dégazage).
Recommandation : Les charges factices doivent également être soumises à un processus de nettoyage standard, au moins pour garantir qu'elles sont exemptes d'huile et de rouille.
2. La géométrie doit être « similaire ».
Si vous revêtez une fraise à bout mince, la charge fictive devrait idéalement également être un objet similaire en forme de tige-.
Si vous placez une grande plaque plate comme charge fictive, sa répartition du champ électrique (effet de bord) sera complètement différente de celle de la tige mince, interférant gravement avec l'uniformité du revêtement de la pièce à proximité.
