Вольфрамовая лодочка ВА в Минске

Вольфрамовая лодочка ВА: оснастка для вакуумного испарения металлов

Вольфрамовая лодочка ВА — это резистивный испаритель, изготовленный из вольфрама марки ВА (чистота не менее 99,95 % W), предназначенный для термического напыления металлов в вакуумных установках. Марка ВА представляет собой вольфрам, полученный методом порошковой металлургии с последующей вакуумной плавкой или дуговой плавкой в среде инертных газов, что обеспечивает минимальное содержание примесей внедрения — кислорода, азота, углерода. Именно низкая концентрация летучих примесей определяет пригодность лодочки ВА для работы в условиях высокого вакуума, где газовыделение из оснастки напрямую влияет на качество формируемого покрытия.

Конструктивно лодочка ВА выполняется в виде лотка с продольным углублением (канавкой), в которое закладывается испаряемый материал — проволока, гранулы, фольга или мелкая стружка. Нагрев осуществляется пропусканием электрического тока непосредственно через тело лодочки. Рабочая температура поверхности достигает 1800–2600 C в зависимости от испаряемого металла и требуемой плотности потока пара. При таких температурах вольфрам сохраняет механическую целостность благодаря температуре плавления 3422 C и низкому давлению насыщенного пара, что минимизирует загрязнение осаждаемой плёнки материалом испарителя.

Технические характеристики вольфрамовой лодочки ВА

Испаряемые материалы и совместимость

Лодочка ВА применяется для испарения металлов, температура испарения которых ниже температуры интенсивного испарения самого вольфрама. К ним относятся:

• алюминий и его сплавы — напыление токопроводящих слоёв в производстве плёночных конденсаторов и OLED-структур;
• серебро — формирование отражающих и контактных покрытий в микроэлектронике;
• золото — нанесение проводящих дорожек в гибридных интегральных схемах;
• медь — создание подслоёв в многослойных металлизациях;
• хром — жаростойкие и декоративные покрытия на оптике и крепеже;
• никель — барьерные слои в полупроводниковых приборах.

Для тугоплавких металлов (молибден, тантал, титан) применение вольфрамовой лодочки ВА ограничено из-за близости температур испарения; в таких случаях используют электронно-лучевой нагрев. Также не рекомендуется испарять материалы, образующие с вольфрамом легкоплавкие эвтектики или химически активные соединения при рабочих температурах.

Эксплуатация в вакуумных установках

Лодочка ВА устанавливается в токоподводящие зажимы установок термического испарения — например, типа УВН-71, ВУП-5, Oratorio, или в карусельные испарители промышленных линий нанесения покрытий. Крепление осуществляется механическими зажимами из меди или молибдена; переходное сопротивление контакта должно быть минимальным, чтобы избежать локального перегрева и пережога лодочки. Перед загрузкой испаряемого материала проводится дегазация лодочки прогревом при температуре на 100–200 C ниже рабочей в течение 5–15 минут для удаления адсорбированных газов и влаги.

Ресурс лодочки ВА определяется количеством циклов нагрев–охлаждение и коррозионным воздействием расплава. При испарении алюминия наблюдаются взаимодействие с вольфрамом и образование интерметаллидов, что приводит к эрозии канавки. Средний ресурс в производственных условиях составляет от 5 до 30 циклов в зависимости от режима и испаряемого металла. Признаками износа служат увеличение канавки, локальные прожоги и рост тока при неизменном напряжении.

Вопросы и ответы