Процесс ионной имплантации поверхности деталей машин, страница 3

Открыть вакуумный затвор, объединяющий камеру источника и приемную камеру, и дождаться когда давление в камере достигнет значения не ниже 1,33х10^-3 Па, после чего выполняется тренировка источника.

Для выполнения тренировки источника необходимо:

1) выставить значения декадных переключателей на 10 (кроме декадного переключателя постоянного магнита, значение которого должно соответствовать току от 3 до 4 А);

2) включить стойку управления тумблером «Сеть»;

3) выставить следующие значения параметров цепей катода:

- ускоряющее напряжение U_ускор   = 10 кВ;

- фокусирующее напряжение U_фокуса =1 кВ;

- напряжение катода U_катода   = 900 В;

- напряжение разряда U_{разряда}  = от 250 до 300 В;

- ток магнита I_магн  = от 3 до 4 А;

- ток сухопарника I сухопарника  = 30 А.

4) декадным переключателем, с дискретностью 3 и временным интервалом между переключениями 1 мин., выставить следующие параметры:

- ток катода от 300 до 400 мА;

- ускоряющее напряжение от 25 до 30 кВ.

Декадным переключателем «тигель» добиться показания амперметра I_тигель~50А, далее с дискретностью 2 и временным интервалом между переключениями 3 мин., добиться появления ионного тока и довести его значение до рабочей величины от 40 до 80 мкА. При первом запуске ионного источника после длительного простоя вероятен заброс (резкий скачок тока разряда, ток ускоряющего напряжения с превышением предела допустимых величин), это вызвано прорывом оксидной пленки иттербия, количество рабочего газа резко увеличивается и следствием чего является электрический пробой. Для устранения пробоя необходимо понизить ток, подаваемый на тигель и дать ему немного остыть, после чего повторить процесс.   

Для выполнения ионной имплантации необходимо открыть шторку находящиеся между источником и приемной камеры.

Время обработки  Т_обр.  рассчитывают в минутах,  в зависимости от заданной дозы и  вида обработки, по формуле:

                           Т_обр= Т_н х К,                                                    (1)

 где   Т_н   - время обработки по номограмме, мин.;       

К - коэффициент, зависящий от способа проведения ионной имплантации:

К=1 –  позиционная обработка детали без вращения;  

К=2 –  позиционная обработка детали с вращением в центре «карусели»;

К=8 – позиционная обработка деталей с одновременным вращением вокруг собственной оси и  вокруг оси «карусели».

При временном отказе установки необходимо зафиксировать время проведенного процесса Т₁ в минутах, по формуле ( ) найдем дозу D₁,  полученную за время Т₁,

                                                                             ( )

где   I –  плотность ионного тока, мкА/см²;

        2 – коэффициент пребывания детали в зоне ионного пучка с учетом вращения детали и приспособления;

       4,25 – коэффициент соотношения скорости вращения карусели от времени пребывания детали в зоне ионного луча;

       6,25х10¹² -  количество частиц приходящихся на 1 см² площади в 1секунду при токе I=1мкА.

Затем определить оставшуюся  дозу  D₂ по формуле

D₂ =  D – D₁                                                                                             ( )

Время оставшейся обработки  Т₂  рассчитать в секундах по формуле

                                                                                     ( )

где   I₂ –  плотность ионного тока оставшейся обработки, мкА/см²;