Thực tế
Ứng dụng
Hỏi đáp
Thiết bị trong quy trình PVD cần được giám sát và đo lường như thế nào?
Thực tế giám sát｜ Thiết bị trong quy trình PVD cần được giám sát và đo lường như thế nào?PVD (Physical Vapor Deposition) là một trong những công nghệ phủ màng quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Để xây dựng một môi trường quy trình ổn định và đáng tin cậy, việc nắm bắt chính xác trạng thái thiết bị là yếu tố then chốt nhằm nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn (yield). Vậy trong quy trình PVD, trạng thái thiết bị cần được giám sát và đo lường như thế nào?
Lắng đọng hơi vật lý – Physical Vapor Deposition (PVD)
PVD (Physical Vapor Deposition – lắng đọng hơi vật lý) là một kỹ thuật phủ màng phổ biến trong sản xuất công nghiệp,
chủ yếu sử dụng các phương pháp vật lý để gia nhiệt hoặc kích thích vật liệu,
khiến vật liệu chuyển pha và lắng đọng thành lớp màng mỏng trên bề mặt nền.
Trong quy trình bán dẫn, PVD được xếp vào nhóm quy trình xử lý bề mặt và thường được thực hiện trong môi trường chân không.
Ví dụ: nguồn bay hơi chuyển từ trạng thái rắn sang khí, sau đó ngưng tụ và bám lên bề mặt wafer.
Các phương pháp PVD bao gồm:
bốc bay (Evaporative PVD), phún xạ (Sputtering PVD) và mạ ion (Ion Plating – PAPVD).
Công nghệ PVD cũng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất màn hình hiển thị và màn hình cảm ứng.
Do quá trình lắng đọng màng PVD yêu cầu môi trường chân không gần như hoàn hảo,
nên việc kiểm tra và giám sát chi tiết trạng thái thiết bị trong từng công đoạn là vô cùng quan trọng.
Giải pháp và mô tả giám sát
VMS-PH – Thiết bị phân tích đo lường di động
Để xây dựng một môi trường quy trình ổn định và nâng cao hiệu suất sản xuất (yield),
việc nắm bắt chính xác trạng thái thiết bị trong quy trình PVD là điều vô cùng quan trọng.
Trong trường hợp này, chúng tôi tiến hành đo lường thực tế các bộ phận then chốt trong quy trình PVD
như phớt dầu từ (magnetic seal), hộp giảm tốc, buồng chân không, động cơ…,
từ đó so sánh và phân tích kết quả nhằm đánh giá trạng thái vận hành của thiết bị.
Các giá trị đo được sẽ được chuyển đổi trực tiếp thành đồ thị hoặc hình ảnh trực quan,
giúp người vận hành dễ dàng nhận diện những thông tin tiềm ẩn trong quy trình.
Những dữ liệu này có thể được sử dụng làm cơ sở cho việc giám sát trực tuyến trong tương lai,
đồng thời hỗ trợ công tác kiểm tra định kỳ và bảo trì dự đoán (predictive maintenance),
nhằm tránh các sự cố bất ngờ hoặc dừng máy ngoài kế hoạch trong quá trình sản xuất.
Tình trạng đo lường
Đo lường thực tế phớt dầu từ (Magnetic Seal) trong hệ thống PVD
Phớt dầu từ được cấu tạo bởi hai phần: vòng tĩnh và vòng động.
Thiết bị này ứng dụng công nghệ lực từ kết hợp với nguyên lý phớt cơ khí,
sử dụng cấu trúc bề mặt làm kín dạng nổi toàn phần (fully floating sealing surface),
giúp duy trì độ kín và độ ổn định cao trong môi trường chân không của quy trình PVD.
So sánh phân tích động học quay thuận và quay nghịch của phớt dầu từ PVD – thiết bị A / B / C
Trong điều kiện thiết bị B và C được dẫn động bởi cùng một động cơ,
thiết bị phớt dầu từ C thể hiện biên độ rung cao hơn khi quay thuận.
Thiết bị phớt dầu từ A xuất hiện tín hiệu dao động và mài mòn ở cả chiều quay thuận và nghịch,
cần tiếp tục theo dõi và đánh giá thêm.
Nguyên nhân phổ biến gây hiện tượng rò rỉ dầu:
Phớt dầu kém chất lượng:
Lỗi trong quá trình sản xuất, có khe hở, hoặc lò xo quá lỏng.
Biện pháp bảo trì: thay thế phớt dầu hoặc điều chỉnh lực lò xo phớt.
Lắp đặt không đúng cách:
Bề mặt làm việc bị mài mòn nghiêm trọng, mất độ bóng, bám bụi bẩn.
Biện pháp bảo trì: thay thế phớt dầu, vệ sinh và bôi trơn lại hệ thống.
Đo lường thực tế hộp giảm tốc (Gear Reducer) trong hệ thống PVD
Hộp giảm tốc là một bộ phận truyền động quan trọng trong thiết bị,
được sử dụng để giảm tốc độ hoặc tăng mô-men xoắn thông qua hệ thống bánh răng.
Cấu tạo bao gồm các chi tiết truyền động, ổ bi, trục chính, vỏ hộp và các phụ kiện liên quan.
So sánh phân tích động học quay thuận và quay nghịch của hộp giảm tốc PVD – thiết bị A / B / C
Trạng thái chạy không tải
Trạng thái trong quá trình sản xuất
Sự khác biệt giữa chuyển động quay thuận và quay nghịch của hộp giảm tốc thiết bị B thể hiện rõ rệt, cần tiếp tục theo dõi và chú ý đến xu hướng biến đổi trong giai đoạn tiếp theo.
Đo lường thực tế buồng chân không (Vacuum Chamber) trong hệ thống PVD
Buồng chân không (Vacuum Chamber) là bộ phận được kết nối với bơm chân không
nhằm duy trì môi trường chân không ổn định,
phục vụ cho các thí nghiệm vật lý hoặc quá trình phủ màng mỏng (coating).
Gắn cảm biến tại vị trí phía dưới của bộ phận Chamber 4,
thực hiện đo tại cùng một điểm đo và so sánh sự khác biệt giữa thiết bị A và B
Tín hiệu động học đo được từ thiết bị A cho thấy mức độ không ổn định cao hơn so với thiết bị B.
→ Từ các tín hiệu động thu thập được, có thể xác nhận rằng bên trong thiết bị A thực sự tồn tại cơ cấu gây ra rung động bất thường.
Kết quả thử nghiệm cho thấy rung động phát sinh từ quá trình hoạt động của van PVD trên thiết bị B lớn hơn so với thiết bị A.
→ Qua so sánh có thể nhận thấy, mặc dù thiết bị B có đặc tính vận hành tương đối ổn định hơn,
nhưng rung động phát sinh khi đóng/mở cửa van (gate valve) lại lớn hơn thiết bị A.
Do đó, khuyến nghị cần tiến hành theo dõi dài hạn tình trạng sức khỏe thiết bị B để评估 nguy cơ tiềm ẩn.
Đo lường thực tế bơm dầu (OIL PUMP)
Kết luận đo lường
Để xây dựng một môi trường quy trình sản xuất ổn định và nâng cao hiệu quả tỷ lệ đạt (yield) của dây chuyền,
việc nắm bắt chính xác tình trạng thiết bị là yếu tố then chốt.
Đối với các vấn đề khác nhau của thiết bị, có thể sử dụng
VMS-PH – Thiết bị phân tích đo lường di động
để nhanh chóng tiến hành kiểm tra tại hiện trường.
Các đặc trưng bất thường được thu thập trong quá trình đo lường
có thể được lưu trữ và sử dụng làm cơ sở cho hệ thống giám sát trực tuyến trong tương lai,
từ đó hỗ trợ triển khai bảo trì dự đoán và giảm thiểu rủi ro dừng máy không mong muốn.
VMS-PH – Thiết bị phân tích đo lường di động
Nâng cao tỷ lệ đạt của dây chuyền thông qua việc nắm bắt chính xác tình trạng thiết bị