Sistema de evaporación térmica de campana de vidrio
Sistema de evaporación térmica Bell-Jar - ToronEva™ Bell Jar
ToronEva™ Bell Jar es un sistema de evaporación térmica totalmente automatizado para la deposición de películas delgadas en laboratorios de investigación y desarrollo. El calentamiento resistivo en un entorno de alto vacío produce películas delgadas de metal, óxido y orgánicas a presiones base de hasta 10⁻⁷ Torr. El control mediante panel, los ciclos rápidos y la distancia ajustable entre la fuente y el sustrato simplifican el funcionamiento y optimizan el uso del material de evaporación. El sistema admite obleas de 4 pulgadas, láminas de 1 × 3 pulgadas y diversos tamaños de sustrato, adaptándose fácilmente a los requisitos de deposición cambiantes.
Una combinación de bomba turbomolecular y mecánica, equipada con manguera flexible de acero inoxidable SS316 y filtro de polvo, alcanza 10⁻⁶ Torr en menos de 30 minutos. El rango de vacío abarca de 1000 a 10⁻⁹ Torr con ventilación automática, llenado inverso y capacidad de retención de la cámara. La campana de vacío está disponible en vidrio Pyrex o acero inoxidable SS304, y su base de 75 × 120 cm con ruedas con bloqueo cabe por una puerta estándar de 85 cm. Un enfriador de agua de ciclo cerrado con control automático de encendido/apagado gestiona la carga térmica durante ciclos de deposición prolongados.
La campana de evaporación ToronEva™ admite configuraciones de evaporación secuencial y coevaporación, con una disposición opcional de cuatro fuentes para evaporación secuencial 4×1 o coevaporación 2×2. Un obturador servocontrolado alimenta dos fuentes térmicas simultáneamente, y un monitor de espesor de doble canal con un QCM registra la tasa de deposición y el espesor acumulado de la película en tiempo real. La geometría patentada de la cámara de fuente evita la contaminación cruzada entre materiales, preservando la pureza de la película en ejecuciones consecutivas. La rotación de la muestra a 2-30 rpm promueve la uniformidad de la deposición en toda la superficie del sustrato.
Sistema de evaporación térmica de campana de vidrio - Aplicaciones de la campana de vidrio ToronEva™
La campana de vacío ToronEva™ satisface las necesidades de deposición de películas delgadas en instituciones de investigación, laboratorios universitarios e instalaciones industriales especializadas donde se requiere un recubridor al vacío de laboratorio para trabajos controlados con películas delgadas. Su versátil configuración de cámara y sus múltiples opciones de portamuestras la hacen adecuada para una amplia gama de tipos de sustratos y materiales de deposición.
- Académico y University Investigue : deposición de metales, óxidos y películas orgánicas para estudios fundamentales de ciencia de materiales y física de dispositivos en entornos de laboratorio universitario
- Fabricación de dispositivos semiconductores: formación de contactos metálicos, electrodos de puerta y capas dieléctricas en obleas de silicio para el desarrollo de prototipos de transistores y circuitos integrados.
- Investigación sobre películas delgadas ópticas: deposición de recubrimientos reflectantes y antirreflectantes sobre sustratos de vidrio y cristal para el desarrollo de componentes fotónicos y ópticos.
- Investigación en electrónica orgánica y OLED: Deposición controlada de capas orgánicas y metálicas para células fotovoltaicas orgánicas, OLEDs y prototipos de transistores de película delgada.
- Fabricación de MEMS y NEMS: metalización y deposición de películas funcionales para el desarrollo de dispositivos microelectromecánicos y nanoelectromecánicos.
- Investigación de células solares: deposición de capas de contacto y películas absorbentes para la creación de prototipos de células fotovoltaicas a escala de laboratorio y estudios de eficiencia.
- Ciencia de los materiales e ingeniería de superficiesEstudios de caracterización de películas delgadas que requieren un control preciso del espesor, la composición y la velocidad de deposición de la película.
Sistema de evaporación térmica Bell-Jar - Características principales de ToronEva™ Bell Jar
La campana de vacío ToronEva™ combina un rendimiento de alto vacío con un conjunto de características orientadas a la reproducibilidad, el control de la contaminación y la simplicidad operativa en entornos de laboratorios de investigación.
- Gestión de vacío totalmente automatizadaEl control del panel con tiempos de ciclo rápidos reduce los pasos del operador y el tiempo de preparación entre ciclos de deposición consecutivos.
- Cristal Pyrex o campana de cristal SS304El operador selecciona el material de la cámara para que coincida con la química del proceso, con puertos estándar de 1 pulgada para una integración flexible mediante paso directo.
- Selección versátil de portamuestrasAdmite obleas de 4 pulgadas, láminas de 1 × 3 pulgadas y muestras de pequeño a gran tamaño con una carga sencilla.
- Distancia fuente-sustrato ajustableOptimiza el ángulo de deposición y la distribución de la tasa mediante el reposicionamiento de la fuente con respecto al sustrato sin modificar la cámara.
- Chaqueta de protección interna SS304Protege el interior de la cámara de la exposición directa a los evaporantes, lo que prolonga los intervalos de mantenimiento y simplifica la limpieza posterior a la deposición.
- Presión base de 10⁻⁷ Torr con bombeo rápido.Alcanza una presión de trabajo de 10⁻⁶ Torr en menos de 30 minutos, lo que reduce el tiempo de ciclo en sesiones de múltiples ejecuciones.
- Pila de bomba turbomolecular y mecánicaLas bombas acopladas con manguera flexible SS316 y filtro de polvo proporcionan un vacío limpio y de baja contaminación en todo el rango de funcionamiento.
- Control de vacío de amplio rango (de 1000 a 10⁻⁹ Torr)El sistema integrado de control y medición con purga y llenado automáticos elimina la necesidad de operar manualmente las válvulas.
- Enfriador de agua de ciclo cerrado integradoLa gestión térmica automática activa y desactiva la refrigeración según sea necesario, protegiendo el sistema durante el funcionamiento continuo.
- Configuración opcional de cuatro fuentes: admite la coevaporación secuencial 4×1 o 2×2 para la deposición de películas de aleación, compuesto o multicapa en un único ciclo de bombeo descendente.
- Apagado automático por fallo de alimentación con retención de vacíoSe apaga de forma segura en caso de pérdida de energía y mantiene el vacío de la cámara para proteger las muestras y preservar el entorno de deposición.
- Fuente de alimentación de evaporación térmica de 2000 W: El rango de salida de 10 V a 200 A permite procesar compuestos orgánicos de bajo punto de fusión y metales de alta temperatura en una sola unidad.
- Diseño para la eliminación de la contaminación cruzada: La geometría patentada de la cámara de origen evita el contacto cruzado de los evaporantes entre las fuentes y las paredes de la cámara, preservando así la pureza del material.
- Monitor de espesor de doble canal con QCM: monitorización en tiempo real de la tasa de deposición y del espesor acumulado de la película en dos fuentes independientes simultáneamente
- Rotación de la muestra de 2 a 30 rpm: La rotación ajustable del sustrato distribuye el flujo de vapor de manera uniforme, mejorando la homogeneidad del espesor de la película en toda el área del sustrato.
- Obturador de doble fuente controlado por servomotorUn único obturador compartido con accionamiento servo controla simultáneamente el inicio y la finalización de la deposición para ambas fuentes térmicas.
- Control de ventilación con un solo toqueUn solo botón inicia la secuencia de gestión automática del vacío, simplificando el acceso a la cámara sin necesidad de procedimientos manuales por etapas.
- Interfaz fácil de usarSu diseño de control intuitivo con una pantalla clara reduce la curva de aprendizaje para los nuevos usuarios y agiliza las operaciones diarias del laboratorio.
- Plataforma móvil compactaSu base de 75 × 120 cm sobre ruedas con bloqueo proporciona un posicionamiento estable a la vez que permite reubicar el sistema dentro del laboratorio.
- Espacio libre estándar para puertasEl sistema pasa a través de una puerta estándar de 85 cm, eliminando las barreras de instalación y reubicación en edificios con pasillos de ancho convencional.
- Garantía completa de un añoLa cobertura para el diseño, los materiales y la mano de obra brinda a los laboratorios confianza en la fiabilidad a largo plazo y la responsabilidad del fabricante.
Teoría y método
La evaporación térmica deposita películas delgadas calentando un material fuente dentro de una cámara de alto vacío hasta su punto de vaporización. Una fuente de alimentación de alta corriente y bajo voltaje impulsa la corriente eléctrica a través de una fuente resistiva, como una barquilla, bobina o cesta de tungsteno. Los átomos vaporizados se desplazan en línea recta a través del vacío y se condensan sobre las superficies del sustrato situadas sobre la fuente. A presiones inferiores a 10⁻⁵ Torr, las moléculas de gas residual son demasiado escasas para dispersar los átomos de vapor, lo que produce películas de alta pureza.
El sistema de vacío determina la calidad de la película tanto como el propio material de origen. Una bomba turbomolecular, respaldada por una bomba mecánica, evacua la cámara hasta alcanzar presiones base inferiores a 10⁻⁷ Torr, reduciendo la contaminación por gases residuales a niveles insignificantes. Las funciones automáticas de ventilación y llenado permiten al operador ciclar la cámara sin necesidad de accionar manualmente las válvulas, y un modo de vacío constante mantiene el entorno estable entre deposiciones. La fuente de alimentación de 2000 W (10 V a 200 A) admite tanto materiales orgánicos de bajo punto de fusión como metales refractarios de alta temperatura en una sola unidad.
Un controlador de deposición de doble canal y una microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) monitorizan el espesor de la película en tiempo real. A medida que se acumula masa de película en el cristal oscilante de la QCM, la frecuencia de resonancia varía proporcionalmente al espesor depositado, una relación derivada de la ecuación de Sauerbrey. El controlador convierte esta variación de frecuencia en una lectura de espesor de forma continua, sin interrumpir la deposición. La rotación de la muestra a una velocidad de 2 a 30 rpm distribuye el flujo de vapor de manera uniforme sobre el sustrato, mejorando así la uniformidad.
Sistema de evaporación térmica Bell-Jar - Especificaciones técnicas de ToronEva™ Bell Jar
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Fuente de alimentación para evaporación térmica | 2000 W (10 V – 200 A) |
| Presión base | 10⁻⁷ Torr |
| Nivel de vacío de trabajo (tiempo de bombeo) | 10⁻⁶ Torr en ≤30 minutos |
| Rango de control de vacío | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuración de la bomba | Turbomolecular + Mecánica |
| Manguera de bomba | Manguera flexible SS316 con filtro antipolvo |
| Material para campanas de cristal | Cilindro de vidrio Pyrex o acero inoxidable 304 |
| Puertos de campana de vidrio | Estándar de 1 pulgadas |
| Chaqueta de protección interna | Cilíndrico de acero inoxidable SS304 |
| Opciones de soporte para muestras | Oblea de 4 pulgadas; láminas de 1×3 pulgadas; muestras pequeñas y grandes |
| Distancia entre la fuente y el sustrato | Ajustable |
| Velocidad de rotación de la muestra | 2 a 30 rpm |
| Monitoreo de espesor | Monitor de espesor de doble canal + un QCM |
| Número estándar de fuentes térmicas | 2 |
| Configuración de origen opcional | 4 fuentes (4×1 secuencial o 2×2 coevaporación) |
| Obturador | Controlado por servomotor, común a dos fuentes térmicas. |
| Sistema de refrigeración | Dispensador de agua de ciclo cerrado (encendido/apagado automático) |
| Funciones de gestión del vacío | Ventilación automática, llenado posterior y retención de la cámara. |
| Footprint | 75 x 120 cm |
| Espacio libre para puertas | Pasa por una puerta estándar de 85 cm. |
| Movilidad | Ruedas bloqueables |
| Garantía | 1 año (diseño, materiales y mano de obra) |