冷凍機Chiller(恒溫冷卻系統)在真空鍍膜(如PVD、CVD、磁控濺射、蒸發鍍等)工藝中扮演著不同的角色。它不僅是保障設備穩定運行,更是影響薄膜質量、沉積速率、設備壽命和工藝重復性的輔助系統。

一、冷凍機在真空鍍膜中的核心應用
1. 冷卻靶材與組件
在磁控濺射過程中,高能離子轟擊靶材產生大量熱量(局部溫度可達數百℃)。
冷凍機通過循環冷卻水/油,維持靶材溫度在安全范圍(通常 < 80℃),防止:
靶材熔化或開裂
磁場偏移(高溫導致磁體退磁)
沉積速率漂移
2. 冷卻真空腔體壁
腔體內壁受等離子體輻射和粒子轟擊而升溫。
冷卻可:
減少污染物脫附(避免背景氣體升高)
維持腔體尺寸穩定性(防止熱變形影響對準)
延長密封圈(如氟橡膠)壽命
3. 冷卻基片臺(Substrate Holder)
某些工藝(如反應濺射、高溫CVD)需主動控溫基片溫度:
升溫促進結晶(如ITO導電膜)
降溫抑熱損傷(如塑料基材鍍膜)
冷凍機配合加熱器實現±1℃~±5℃的基片溫度控制
4. 冷卻電源與匹配網絡
射頻(RF)或直流(DC)電源、阻抗匹配器在高功率下發熱嚴重。
冷卻保障電子元件長期穩定工作,避免過熱停機。
5. 冷卻分子泵/機械泵(部分系統)
高負載運行時,真空泵油溫升高會降低抽氣效率。
冷凍機可外接油冷器,維持泵油溫度 < 60℃。
二、真空鍍膜用冷凍機的核心特點
1. 高可靠性 & 連續運行能力:鍍膜常需24–72小時連續運行
2. 溫度穩定性:控溫精度通常要求 ±0.5℃ ~ ±1℃
3. 介質兼容性:- 水冷型:去離子水;油冷型:高溫硅油(用于>100℃場景)
4. 低顆粒析出:管路內壁EP拋光,避免顆粒進入冷卻通道堵塞微孔
5. 多回路獨立控制:鍍膜機需同時冷卻靶材、基片臺、腔體,冷凍機提供2–4路獨立溫控輸出
7. 快速響應能力:功率突變時,制冷系統需在短時間內響應,防止溫度過沖
三、國產 vs 進口冷凍機在鍍膜領域的選擇建議
消費電子裝飾鍍:國產成本敏感,±1℃足夠,服務響應快
光學鍍膜:進口或國產,要求±0.1℃,長期漂移小
高功率工具鍍(>10kW):國產大功率機型 ?,國產已具備30kW+制冷能力,性價比適合
研發/中試線:國產優先,需靈活編程、多段控溫,國產軟件更友好
冷凍機Chiller雖不直接參與成膜,卻決定著工藝能否穩定、有效、重復地運行。在選擇時,應根據鍍膜類型、功率密度、基材特性及質量要求,平衡控溫精度、可靠性、成本與服務。對于大多數工業鍍膜場景,國產冷凍機Chiller已能勝任,并在性價比和服務響應上具備顯著優勢。