高溫超導(dǎo)帶材沉積設(shè)備領(lǐng)域的杰出廠商，專注于用于高溫超導(dǎo)（HTS）帶材生產(chǎn)的卷對卷（R2R）系統(tǒng)。我們的綜合產(chǎn)品包括脈沖激光沉積（PLD）、磁控濺射、離子束輔助沉積（IBAD）以及專為YBCO和REBCO超導(dǎo)體

制造設(shè)計的蒸發(fā)系統(tǒng)。 憑借數(shù)十年的薄膜沉積技術(shù)專業(yè)知識，我們提供緩沖層沉積、外延生長和HTS薄膜制造的完整交鑰匙解決方案。我們的系統(tǒng)支持研發(fā)規(guī)模開發(fā)和大批量生產(chǎn)環(huán)境，服務(wù)于全球聞名的超導(dǎo)體制造商、國家實驗室和研究機(jī)構(gòu)。

卷對卷脈沖激光沉積系統(tǒng)（高溫超導(dǎo)帶材鍍膜)優(yōu)勢與特點

1. 高效、穩(wěn)定的帶材傳輸系統(tǒng)

• 大容量卷軸處理：配備四套卷軸，可容納外徑達(dá)17英寸（432毫米）、寬12毫米的哈氏合金膠帶卷，單卷可支持2.1公里（50微米厚） 的帶材連續(xù)沉積。

• 精密張力與速度控制：集成放卷室與收卷室，通過編碼器直接測速、單獨張力傳感器反饋，實現(xiàn)0至100米/小時的帶速和0至50牛頓的張力精密調(diào)控。在關(guān)鍵工作區(qū)間（2.5-5 kgf），

• 力波動優(yōu)于±5%，確保長帶沉積的均勻性與穩(wěn)定性。

• 人性化卷筒裝載：專門設(shè)計的機(jī)械升降機(jī)配合手動絞車，可安全、輕松地裝卸重型卷軸，符合OSHA標(biāo)準(zhǔn)，無需高架起重機(jī)。

2. 獨特的沉積工藝與加熱設(shè)計

• 五道次接觸式加熱：采用弓形因康鎳合金板，由七區(qū)紅外燈單獨加熱（PID控制），帶材背面與加熱板緊密接觸，實現(xiàn)高效熱傳導(dǎo)。帶材在沉積區(qū)內(nèi)五次通過，在50米/小時走速下，帶材溫度可達(dá)約770°C，加熱板溫度達(dá)

  975°C，保證了良好的結(jié)晶質(zhì)量。智能XYΘ目標(biāo)操縱器：真空兼容的X-Y平臺與旋轉(zhuǎn)功能相結(jié)合，通過獨特的滾動與步進(jìn)旋轉(zhuǎn)策略，實現(xiàn)靶材表面的均勻蝕刻，同時保持羽流始終垂直于靶面，有效延長靶材壽命并提高薄膜均勻性。

• 可變靶基距：整個加熱器及多輥組件安裝在電動Z型臺上，靶材到帶材的距離可在75至150毫米范圍內(nèi)程控調(diào)節(jié)，為工藝優(yōu)化提供極大靈活性。

• 長壽命激光窗口保護(hù)：配備“智能窗"裝置，內(nèi)含旋轉(zhuǎn)的熔融石英盤和吹掃氣體，可極大減少背濺射材料對窗口的污染，保障長時間穩(wěn)定沉積。

3. 高真空度與潔凈環(huán)境

• 優(yōu)異真空獲得：主泵采用Pfeiffer HiPace 2300渦輪分子泵（抽速2000 L/s），配合羅茨干泵，確保清潔、干燥的腔室極限真空度優(yōu)于5 x 10?? Torr。

• 精密過程控制：配備VAT高真空閘閥、MKS電容壓力計和MFC，可實現(xiàn)10至400毫托范圍內(nèi)±1毫托穩(wěn)定性的閉環(huán)壓力控制。

• 無接觸沉積側(cè)設(shè)計：整個傳輸系統(tǒng)經(jīng)過精心設(shè)計，確保膠帶的沉積側(cè)在整個過程中不會接觸任何屏蔽或靜止表面，極大限度地減少劃傷和污染。

4. 智能化、模塊化系統(tǒng)集成

• 一體化支撐框架：沉積室、卷軸室及內(nèi)置電子機(jī)柜均集成于一個帶腳輪和調(diào)平墊的堅固框架上，結(jié)構(gòu)緊湊，便于移動和安裝。

• 三級權(quán)限HMI控制：基于Windows PC和Opto 22 PLC的友好人機(jī)界面，提供基本用戶、工藝工程師、服務(wù)工程師三級權(quán)限。支持配方編輯、存儲與調(diào)用，自動記錄所有關(guān)鍵工藝參數(shù)（速度、張力、壓力、溫度等）至CSV

  文件，便于追溯與分析。

• 安全聯(lián)鎖：軟件具備自動泵浦/排氣程序、帶材斷裂報警（自動停止走帶并關(guān)閉激光）等功能，確保設(shè)備和工藝安全。

本系統(tǒng)主要面向第二代高溫超導(dǎo)帶材（ReBCO, 即稀土鋇銅氧） 的研發(fā)與生產(chǎn)，具體應(yīng)用于：

• 超導(dǎo)帶材的緩沖層沉積：為后續(xù)超導(dǎo)層的生長制備高性能的織構(gòu)化緩沖層。

• 超導(dǎo)層（ReBCO）沉積：在緩沖層上沉積高質(zhì)量的ReBCO超導(dǎo)薄膜。

• *功能薄膜研究：適用于其他需要在大面積柔性金屬基帶上進(jìn)行卷對卷PLD工藝開發(fā)的研究領(lǐng)域。

技術(shù)規(guī)格摘要

• 兼容帶材：12 mm寬哈氏合金帶，厚度50-100 μm

• 帶卷規(guī)格：內(nèi)徑3英寸（90 mm），外徑17英寸（432 mm）

• 帶材速度：0 - 100 m/h，精度±3%

• 帶材張力：0 - 50 N (0 - 5 kgf)，在2.5-5 kgf范圍內(nèi)波動<±5%

• 加熱溫度：975 °C（因康鎳板），帶材溫度可達(dá)770 °C @ 50 m/h

• 靶材容量：4 x ?154 mm

• 靶基距：75 - 150 mm (電動可調(diào))

• 極限真空：< 5 x 10?? Torr

• 工作壓力：10 - 400 mTorr (閉環(huán)控制，穩(wěn)定性±1 mTorr)

• 激光波長：308 nm (XeCl)，客戶自備

經(jīng)過現(xiàn)場驗證的卷對卷PLD工具，用于通過脈沖激光沉積沉積ReBCO型薄膜。設(shè)計工作波長為308 nm（XeCl）?？蛻舯仨毺峁┍匾腖EAP激光器。

系統(tǒng)布局

•支撐架上有多個真空室。包括支付室、沉積室和提取室。

•腔室組件將安裝在帶有腳輪和調(diào)平墊的大型支撐架上。

•電子機(jī)架將內(nèi)置在框架中。

•兩個卷軸室

•沉積室

•客戶提供的308 nm LEAP激光器的支持臺與多羽流激光掃描儀一起提供。

•提供了一個林德氣體柜，用于存放各種激光氣體。這個櫥柜需要通風(fēng)。

卷筒提升機(jī)構(gòu)：

•系統(tǒng)將配備四套可容納12毫米寬膠帶的卷軸，用于容納客戶提供的哈氏合金膠帶。

•這些卷筒的內(nèi)徑為90毫米，外徑為432毫米。

•該系統(tǒng)將包括一個機(jī)械升降機(jī)，該升降機(jī)由一輛改裝的手動絞車起重車組成。

•它的設(shè)計目的是將磁帶卷保持在給定的直徑，并允許用戶將整卷磁帶插入放線盤室的主軸上。

•它還設(shè)計用于從卷取室中取出卷軸。

•這使得從工作臺到系統(tǒng)的卷筒轉(zhuǎn)移變得容易，并且符合OSHA標(biāo)準(zhǔn)，因為不需要重型高架起重機(jī)。

1號放卷室膠帶輸送、速度和張力控制：

•PVD產(chǎn)品將為客戶提供四個線軸。客戶需要為PVD測試的沉積系統(tǒng)提供2-3km的膠帶。

•線軸的ID為3英寸，外徑為17英寸。

•支付室將配備1.2公里長、12毫米寬、100微米厚的膠帶。

•腔室將包括一個重型鐵磁流體旋轉(zhuǎn)饋通，軸外徑為?"。

•軸將有一個由內(nèi)部軸承座支撐的內(nèi)部延伸部分，以支撐卷筒的重量，并沿軸的長度調(diào)整卷筒的位置。

•一旦將卷軸放置在軸組件上，軸承支架將插入軸的末端，為軸組件提供支撐。

•大型鐵磁流體密封饋通的大氣側(cè)將連接到電動離合器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。

•將提供第二個較小的帶?"外徑軸的鐵磁流體密封饋通，用于磁帶速度測量和控制。

•該卷軸將有一個直徑為4.5英寸的內(nèi)部惰輪和三個氟橡膠O型圈，與膠帶背面接觸，以盡量減少膠帶打滑。

•該饋通軸的大氣側(cè)將連接到編碼器。根據(jù)O型圈的直徑，將直接測量磁帶速度。

•這種類型的輥子已成功用于厚度低至50微米的膠帶，沒有明顯的變形。

•現(xiàn)場張力測量裝置將安裝在另一個軸和一組軸承上，以直接測量膠帶張力。

•與機(jī)器另一側(cè)的卷取室相結(jié)合，這些機(jī)構(gòu)將提供0至100米/小時的磁帶速度，0至5千克力（50牛頓）的磁帶張力

•磁帶傳輸系統(tǒng)是雙向的。

•以50-100m/h的速度運行，速度精度為±3%

•膠帶輸送系統(tǒng)將提供0-5kgf（50N）的膠帶張力。

•對于2.5-5kgf范圍內(nèi)的膠帶張力，張力變化將優(yōu)于±5%，如下圖所示。我們內(nèi)部R2R機(jī)器的數(shù)據(jù)顯示了通過/2*AVG測量的預(yù)期速度（±0.42%）和張力（±4.5%）波動。該系統(tǒng)在多螺旋系統(tǒng)上有5條16毫米寬、0.1毫米厚的

膠帶，兩組輥子間隔1.8米。•運輸系統(tǒng)和多輥組件的設(shè)計將使膠帶的沉積側(cè)不會接觸到任何屏蔽、百葉窗或靜止表面。

卷對卷脈沖激光沉積系統(tǒng)（高溫超導(dǎo)帶材鍍膜)主沉積室和框架組件：

•PLD室將通過10英寸CF法蘭直接與放線室配合。

•兩個腔室之間沒有隔離閥。

•該腔室將由304不銹鋼制成，包括一個帶氟橡膠O型圈密封的大型鉸鏈門。

•該室約1.39米寬x 0.558米深x 0.685米高。

•該腔室將包括多個端口，以支持多目標(biāo)組件、水冷板、基板加熱器和激光輸入窗口。

•提供各種CF法蘭端口，用于觀察、抽真空、真空計等。

•將提供幾個備用端口。

•所有CF法蘭式端口將配備公制螺紋鍍銀螺栓。

•腔室將通過帶有腳輪和調(diào)平墊的粉末涂層CRS支撐架進(jìn)行支撐。

•框架將包括電子機(jī)架，以支撐包括配電箱在內(nèi)的所有系統(tǒng)電子設(shè)備。

主沉積室的真空抽吸和測量

•將提供一臺泵速為1670 L/min的Kashiyama NeoDry 100E羅茨泵，用于排空沉積室。

•Pfeiffer HiPace 2300渦輪泵將是系統(tǒng)上達(dá)到基礎(chǔ)真空的主泵。

•泵的標(biāo)稱泵送速度為2000 L/sec。

•VAT S642步進(jìn)電機(jī)控制閘閥將渦輪泵與主室隔離。

•MKS 500毫托電容壓力計將為過程控制提供約10至500毫托的精確壓力測量。

•結(jié)合提供的MKS 200 SCCM MFC，該包裝將提供10至400毫托的閉環(huán)壓力控制，穩(wěn)定性為±1毫托。

•包括一個InstruTech大黃蜂離子計和一對對流計，用于從大氣壓到基礎(chǔ)壓力的壓力測量。

•對于干凈干燥的腔室，腔室將達(dá)到低于5 x 10-7 Torr的基礎(chǔ)壓力。

•該系統(tǒng)包括所有具有自動泵/排氣功能的氣動粗閥和排氣閥。

獨特的XYΘ多目標(biāo)操縱器：

•腔室底部將安裝一個獨特的XYΘ多目標(biāo)操縱器。

•目標(biāo)操縱器將處理四個目標(biāo)，每個目標(biāo)外徑154毫米x厚度6.35毫米。

•該組件包括一個真空兼容的X-Y平臺，該平臺由一個真空步進(jìn)電機(jī)和一個使用鐵密封旋轉(zhuǎn)饋通的外部電機(jī)驅(qū)動。•目標(biāo)索引也使用真空步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行。該系統(tǒng)設(shè)計為在一個方向（X）上前后滾動，然后在Y上移動幾毫米。

•當(dāng)目標(biāo)末端時，使用另一個真空步進(jìn)電機(jī)，目標(biāo)將旋轉(zhuǎn)約13°。

•使用這種運動，目標(biāo)表面將被均勻蝕刻，羽流將保持垂直于目標(biāo)表面。

•一塊大型水冷板將直接位于目標(biāo)操縱器上方。

•該板將有一個可拆卸的不銹鋼孔。激光束將通過該孔被引導(dǎo)到活動目標(biāo)，羽流將膨脹到下文所述的多通道加熱器。

接觸式膠帶加熱器：

•將提供帶有預(yù)熱區(qū)和后熱區(qū)的接觸式膠帶加熱器。

•加熱器由一個弓形的因康鎳合金板組成，上面由一排七個紅外燈加熱。

•板和燈被安裝在一個鍍金的OFHC銅塊內(nèi)，該銅塊是水冷的。

•燈可以將板加熱到975°C的溫度。

•以高達(dá)50米/小時的速度運行膠帶將產(chǎn)生約770°C的膠帶溫度。

•加熱器兩側(cè)各放置一套多輥。

•來自放線室的膠帶將接觸一組輥子，然后從因康鎳合金板下方通過，在那里它接觸到另一個輥子，然后將其送回加熱器的另一側(cè)。

•使用這種多輥系統(tǒng)，膠帶將在沉積區(qū)內(nèi)通過五次。

•膠帶背面將與因康鎳合金板熱接觸。

•鉻鎳鐵合金護(hù)罩將直接位于加熱器前方。

•屏蔽中心將有一個切口，以確定沉積區(qū)的長度

•鉻鎳鐵合金塊將包括七個K型熱電偶，一個通過PID回路控制每個燈。

•將提供七個直流電源，一個電源驅(qū)動每個燈。

•整個加熱器組件以及多輥將全部安裝在一個大型結(jié)構(gòu)支架上。

•該支架將用螺栓固定在DN150 CF法蘭上，該法蘭安裝在行程為75毫米的電動Z臺上。

•使用Z臺，通過計算機(jī)控制，目標(biāo)到磁帶的距離可以在75到150毫米之間變化。

•包括一個備用的弓形鉻鎳鐵合金板和一套紅外加熱燈。

•還將提供兩個沒有切口的備用鉻鎳鐵合金屏蔽，以便客戶在需要時可以定義一個新的沉積區(qū)。

腔室支撐架：

•將提供模塊化CRS支撐架，以支撐兩個卷軸室和PLD室。

•框架將支撐配電箱、帶水流開關(guān)的水歧管、壓縮空氣和干燥氮氣歧管等。

•MFC也將集成到框架中。

•框架將在現(xiàn)場栓接在一起，包括調(diào)平墊和重型腳輪。

•卷筒框架可能會支撐該裝置的所有系統(tǒng)電子設(shè)備。

•該框架將包括用于工藝氣體、干燥氮氣和壓縮空氣氣體的所有氣體輸入管線（6 mm世偉洛克）。

LEAP激光支撐臺和光路：

•將提供一張桌子來支持客戶提供的LEAP準(zhǔn)分子-激光器。

•桌子將由CRS制成并焊接在一起。

•包括一個帶支架的金屬桌面，用于支撐激光器的重量。

•包括腳輪和調(diào)平墊。

•支撐臺將包括一個小型光學(xué)臺。

•光學(xué)臺將包括兩組孔徑，用于掠過LEAP激光器發(fā)出的矩形光束的外邊緣。

•將提供一組鏡子，將輻射反射到智能窗口的輸入激光窗口中。

•智能窗是一種設(shè)計用于長時間保持激光入射窗清潔的設(shè)備。

•它包括一個連接到電動旋轉(zhuǎn)饋通的大型內(nèi)部熔融石英盤。

•一個孔直接位于椎間盤前方，以盡量減少落在椎間盤上的背部燒蝕材料。

•還包括一條氣體輸入管線，以保持IW組件管內(nèi)氣體的強勁流動。

•還提供安裝在氣動執(zhí)行器上的分束器，將入射輻射從組件反射到相干焦耳計。這可用于設(shè)置每個沉積過程的能量。

•所有光學(xué)元件均設(shè)計用于308 nm輻射。

收卷 2號腔室：

•用于收帶的箱式卷軸室將安裝在帶有自身調(diào)平墊的支撐架上。

•腔室由304L不銹鋼制成，帶有前置鉸鏈門，通過氟橡膠O型圈密封。

•制造完成后，將對腔室進(jìn)行電拋光。

•該腔室包括多個端口：用于卷軸和膠帶的俯視圖、前視圖和側(cè)視圖的視口，鐵密封饋通，以及與沉積腔室配合的10英寸CF法蘭端口

•包括幾個備用端口。

•所有CF法蘭端口將包括鍍銀公制硬件，以盡量減少磨損。

•該腔室可以處理客戶提供的直徑高達(dá)17英寸外徑、重量高達(dá)50磅的線軸。

•這種卷軸可以處理2.1公里長、50微米厚的膠帶。

•腔室將沒有主動抽真空。

2號收卷室膠帶輸送、速度和張力控制：

•線軸的ID為3英寸，外徑為17英寸。

•卷取室將配備外徑為20英寸的卷軸，并配備長達(dá)1.2公里的12毫米乘100微米厚的膠帶。

•腔室將包括一個重型鐵磁流體旋轉(zhuǎn)饋通，軸外徑為?"。

•軸將有一個由內(nèi)部軸承座支撐的內(nèi)部延伸部分，以支撐卷軸的重量，并沿軸的長度調(diào)整卷軸的位置。

•一旦將卷軸放置在軸組件上，軸承支架將插入軸的末端，為軸組件提供支撐。

•大型鐵磁流體密封饋通的大氣側(cè)將連接到電動離合器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。

•將提供第二個較小的帶?"外徑軸的鐵磁流體密封饋通，用于磁帶速度測量和控制。

•該卷軸將有一個直徑為4.5英寸外徑的內(nèi)部惰輪和三個氟橡膠O型圈，用于接觸膠帶背面，以盡量減少膠帶打滑。

•該饋通軸的大氣側(cè)將連接到編碼器。根據(jù)O型圈的直徑，將直接測量磁帶速度。

•這種類型的輥子已成功用于50微米以下的膠帶，沒有明顯的變形。

•現(xiàn)場張力測量裝置將安裝在另一個軸和一組軸承上，以直接測量膠帶張力。

•與機(jī)器另一側(cè)的放線室相結(jié)合，這些機(jī)構(gòu)將提供0至100米/小時的磁帶速度，0至5千克力（50牛頓）的磁帶張力。

•磁帶傳輸系統(tǒng)是雙向的。

•以10-100m/h的速度運行時，磁帶速度的變化將為±3%

•對于2.5-5kgf范圍內(nèi)的膠帶張力，張力變化將優(yōu)于±5%

計算機(jī)控制和HMI：

•將提供適用于Windows 11的當(dāng)前型號的戴爾電腦和64位微處理器。

•Opto 22 PLC單元將作為計算機(jī)和系統(tǒng)之間的接口。

•界面將有三個級別的用戶：

1） 基本用戶-只能運行預(yù)設(shè)程序

2） 工程用戶-可以根據(jù)需要編寫、存儲和加載食譜。

3） 服務(wù)-可以完成上述所有操作，并根據(jù)需要覆蓋某些軟件聯(lián)鎖

•用戶界面將有多個選項卡，用于系統(tǒng)操作、狀態(tài)、維護(hù)等。

•軟件提供了一個帶有手動超控的自動泵送順序。

•軟件將以.csv文件的形式提供每次運行的所有相關(guān)沉積參數(shù)的數(shù)據(jù)記錄。

•.csv文件可以轉(zhuǎn)換為EXCEL電子表格，并根據(jù)需要提取和繪制數(shù)據(jù)。

•數(shù)據(jù)采集時間可由用戶定義，從每秒到每5分鐘。

•將收集的信息類型包括以下內(nèi)容：

膠帶張力、膠帶速度、膠帶位置、MFC流速、腔室壓力、離子束參數(shù)、冷卻水流速和溫度。

•HMI的配方將允許用戶定義磁帶速度和張力的所有設(shè)置。

•將提供一張圖表，顯示系統(tǒng)主要部件的示意圖，指示燈顯示哪些部件正在運行。

•將出現(xiàn)“磁帶斷裂"警報，該警報將停止磁帶運動并關(guān)閉準(zhǔn)分子-激光器。

•用戶可以在與客戶一起對HMI進(jìn)行設(shè)計審查時定義其他功能。但是，如果這些特征是對工作范圍的重大改變，則將發(fā)出變更通知單，并按現(xiàn)行價格對工作進(jìn)行報價。

•可以遠(yuǎn)程登錄計算機(jī)以升級軟件、調(diào)試問題或評估技術(shù)問題。