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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2214477
INSTALLATION FÜR Versprühen COATINGS

INSTALLATION FÜR ANSTRICH Versprühen. Verzierungen. Schmuck. GOLD. PLATINUM. DIAMOND. Diamanten. Know-how. VERARBEITUNG. Cut. EDELSTEIN. EINFÜHRUNG. PATENT. TECHNOLOGY.

Erfindung. INSTALLATION FÜR ANSTRICH Versprühen. Russische Föderation Patent RU2214477

Name des Antragstellers: Tochtergesellschaft staatliche Unternehmen "Institut für Kernphysik" National Nuclear Center of Kasachstan (KZ)
Name des Erfinders: Tuleushev Adil Zhianshahovich (KZ); Vladimir Lisitsyn (KZ); Tuleushev Yuri Zhianshahovich (KZ); Volodin, Valery (KZ); Svetlana Kim (KZ)
Der Name des Patentinhabers: Tochtergesellschaft staatliche Unternehmen "Institut für Kernphysik" National Nuclear Center of Kasachstan (KZ)
Korrespondenzanschrift: 480082, Republik Kasachstan, Almaty, st. Ibragimov, 1, INP, K.K.Kadyrzhanovu Director
Startdatum des Patents: 2002.01.17

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Metallüberzügen auf Produkte für verschiedene Zwecke und in der elektrischen, elektronischen, Schmuck und anderen Industrien verwendet werden. Die Anlage umfasst eine Vakuumkammer, die Zielkathoden Spender, mindestens zwei Blöcke zur Anode, und eine Vorrichtung, die Evakuierung der Gasversorgungseinrichtung zum Regulieren, die den Halter zu befestigen, und Mittel, um die Befestigung zu drehen. Substrathalter in einer Richtung und das Werkzeug dreht sich in die andere Richtung gedreht. Sprays Zielkathoden so angeordnet sind, dass ihre Mittellinien einen Winkel von nicht mehr als 90 o und in der Höhe relativ zueinander versetzt bilden. Die Innenfläche der Kammer ist mit Zwischenwänden versehen ist. Substrathalter sind als Prismen gestaltet. Jede Seite des Prismas ist transparent mindestens 75%. Substrate Anodenblöcke und Spender sind elektrisch miteinander verbunden und mit der positiven Elektrode. Zielkathoden falsche Wände und elektrisch mit der negativen Elektrode. Zwischen den Werkzeughalter und das Gerät zum Anbringen eines Bildschirms zu drehen, galvanisch von der Kammer isoliert. Das Gerät erzeugt eine gehärtete Beschichtung auf der gesamten Oberfläche des Substrats, einschließlich der Rückseite.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Metallüberzügen auf Produkte für verschiedene Zwecke und in der elektrischen, elektronischen, Schmuck und anderen Industrien verwendet werden.

Bekannte Sprühvorrichtung zum Aufbringen von transparenten leitfähigen Beschichtungen (Japanese Patent No. 6.099.803, Kl. C 23 C 14/34, 1998) eine doppelwandige zylindrische Kammer auf der Seite der inneren und äußeren Wände enthält , die sich paarweise gegen Magnetron Sputter - Targets angeordnet sind. In der Mitte der Kammer ein drehbarer Substrathalter. Auf dem Pfad des Substrats zwischen den Targets ist bewegliche Klappe, welche mit der gegenüberliegenden Seite des Targets angeordnet Heizofen. Die Kamera ist mit einer Vakuumvorrichtung verbunden ist und eine Vorrichtung zur Herstellung eines inaktiven Gases in die Kammer zugeführt wird. Der Nachteil ist die Unfähigkeit Herstellung von verstärkten Beschichtungen als solche, aber auch unvollständige Beschichtung auf der Rückseite des Substrats zu installieren, das Ziel nicht zugewandt ist.

Ist bekannt , und eine Vorrichtung zum Versprühen (Beschichtung) (japanische Patentanmeldung 63 bis 65.069, cl. C 23 C 14 / 34,1989), wobei der Film für ein magnetisches Material mit einer gleichförmigen Dicke auf einem Substrathalter angeordnet in einer Vakuumkammer mit Argon gefüllt mit Niederdruck und Magnetron-Entladung zwischen ihnen und dem Ziel zu organisieren, in dem die Zielpartikel auf der Substratoberfläche abgeschieden werden. Um die Gleichmäßigkeit der Beschichtung auf der Arbeitsfläche des Ziels sicherzustellen ein Magnetfeld zu bilden. Die parallele Magnetfeld an der Oberfläche und ein Substrat mit Hilfe von Permanentmagneten bilden. Targethalter dreht sich um ihre Achse zusammen mit den Substraten, die sich weiter dreht um seine eigene Achse. Und eine Vorrichtung eigentümlich Schwierigkeiten bei Beschichtungen über der gesamten Oberfläche der Substrate aufgrund der Siebfläche einiger Substrate zu erhalten, wenn andere Strom von gesputterten Partikeln vorbei, insbesondere, wenn die Anzahl von Substraten.

In der Nähe der technischen Wesen der beanspruchten ist eine Vorrichtung zum Versprühen (japanische Patentanmeldung 63 bis 65.071, cl. C 23 C 14/34, 01 H L 21/285, 1989), mit einer Vakuumkammer, Magnetron - Sputter - Zielvorrichtung für die Evakuierung und Regelungs Zufuhrgas, bei denen die Zielgleichmäßige Dicke von Schichten auf der Substratoberfläche zu erhalten, gegenüber, Halter für die Substrate drehen sich um Achsen in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, und das Gerät, auf dem der Befestigungs der Halter durch eine Vorrichtung, um die Achse in Richtung gedreht wird, im Uhrzeigersinn. Dieses Gerät kann nicht auf beiden Seiten der Sieboberfläche eines anderen Substrats erhalten, und die Beschichtung von Substraten werden. Darüber hinaus wird die Installation zulassen, dass die Beschichtung erhalten zu härten, was wichtig ist, wenn sie mit geringer Härte Metalle wie Edel arbeiten.

Technische Ergebnis der Erfindung besteht darin , die gesamte gehärtete Beschichtung von Substratoberflächen bei der Bildung, einschließlich der Rückseite.

Dieses Ergebnis wird in der Vorrichtung erreicht , für Beschichtungen von Spritzen, mit einer Vakuumkammer, Dispenser Zielkathoden Anodenblöcke, Vorrichtungen für die Evakuierung und die Gaszufuhr regelt, Halter für die Substrate in einer Richtung zu drehen, an dem die Vorrichtung die Befestigung der Halterung in die andere Richtung dreht und Mittel , um die Vorrichtung zu drehen, wobei die Düsen für mindestens zwei Ziel, so angeordnet, dass ihre Mittellinien einen Winkel von nicht mehr als 90 o und in der Höhe relativ zueinander versetzt, wobei die innere Oberfläche der Kammer mit Zwischenwänden versehen ist, die Substrathalter ausgebildet sind als Prisma, wobei jede Seite davon transparent ist nicht weniger als 75%, wobei das Substrat und die Anodenblöcke Sprühgeräte sind elektrisch miteinander verbunden und die positive Elektrode-Kathodentarget und falschen Wände - mit der negativen Elektrode und zwischen der Vorrichtung zum Befestigen von Halterungen und eine Vorrichtung zur eine Bildschirm-Rotation, elektrisch von der Kammer isoliert.

Das Wesen der Erfindung ist wie folgt

Elektrischer Anschluss Substrat und Anodenblöcke Düsen miteinander und mit einer positiven Elektrode Ziel Kathoden und falschen Wänden - mit einer negativen Elektrode liefert Koexistenz Magnetron Entladung und Glimmentladung, die in den gleichzeitigen Sputtertargets Kathoden führt und falschen Wänden und Copräzipitation zerstäubte Material auf den Substraten . Aufgrund der Tatsache , dass die Rate von 10 in der Zwischenwand Versprühen 3 -10 4 mal geringer als die Geschwindigkeit Kathoden Sputtertarget, ein Effekt der Beschichtung Mikrolegierungselemente Teil eines falschen Wandmaterial bildet. Mikrolegieren Beschichtung (zum Beispiel Edelmetalle und deren Legierungen) werden geringe Mengen (bis zu 5 x 10 -3 Gew.%) Der Elemente ( zum Beispiel Chrom und Eisen , wenn die falsche Wand legiertem Stahl) Ausscheidungshärtung Beschichtung bewirkt, wobei die Dotierungen zu verschoben werden Korngrenzen als Abdeckung Hämmern erreicht.

Plazieren Spender Ziele mindestens zwei Achslinien davon einen Winkel von nicht mehr als 90 o und in der Höhe relativ zueinander versetzt, stellt der Überlappungsabschnitt falschen Wandfläche Magnetfelder Sprühziel Kathoden und ihrer bevorzugten Sputtern in einer Glimmentladung. Einen Winkel größer als 90 °, zwischen den Mittellinien der beiden Sprays nicht zu der Einführung der Kraftlinien von Magnetfeldern führen , die den Grad der Zerstäubung von falschen Wänden verringert und verschlechtert Mikrolegieren Effekt und verringert dadurch die Aushärtung der Beschichtung. Offset-Mittellinien Sprühhöhe zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des pulverisierten Beschickungsmaterials auf eine Zieloberfläche des Substrats, auf allen Seiten ausgerichtet ist, insbesondere wenn eine große Anzahl von ihnen und einander Screening.

Zur Erzielung größerer Oberflächen Zugänglichkeit Substrat, einschließlich der Rückseite die Herstellung von Halterungen in Form von Prismen gerichtet ist, sind die Flächen, von denen transparent für mehr als 75%. Je kleiner der Wert der Transparenz in der Struktur der Inhaber der Substrate reduziert die Verfügbarkeit der Substratoberfläche für den Durchgang der Strömung und Abscheidung des pulverisierten Materials von Zielkathoden und falschen Wände infolge der Sieboberfläche eines von Substraten und anderen Substraten durch die Halter.

Verfügbarkeit galvanisch getrennt von der Kammer zwischen der Siebeinrichtung für Klammern und eine Vorrichtung für seine Drehung wirkt als eine elektrostatische Spiegelbefestigungs, verhindern, dass das Plasma eindringen und die aufgespritzte Material in der Evakuierung und Herausziehen des letzten der Band Bildung der Beschichtung.

Angegeben erreicht technisches Ergebnis - gehärtete Beschichtung über die gesamte Substratoberfläche bildet der Rückseite einschließlich.

Installationsplan ist in den 1 und 2 (im Plan) dargestellt. Installation ist eine Vakuumkammer 1, in denen sich Vernebler Kathoden Target 2 mit Anodeneinheiten 3, eine Vorrichtung 4 Evakuieren und Regulierung der Gaszufuhr 5, die Halter 6 auf das Substrat 7 in einer Richtung dreht, die Vorrichtung 8, die diese Halter befestigen 6 in der anderen Richtung dreht, und eine Einrichtung , die 9. die Vakuumkammer 1 aus falschen Wänden 10. die axiale Linie 11 der Zielkathoden Düsen 2 in der Höhe verschoben und bilden eine (horizontal) Winkel von nicht mehr als 90 o zu drehen. Substrat 7 elektrisch miteinander verbunden, wobei die Anodenblöcke und die positive Elektrode 3, kathodenZiel spray 2 - zusammen, falsche Wände 10 und die negative Elektrode. Zwischen dem Werkzeug 8 und 9 ist ein Bildschirmgerät 12.

INSTALLATION FÜR Versprühen COATINGS INSTALLATION FÜR Versprühen COATINGS

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Pre-Substrat 7 an den Konsolen 6 in der Vakuumkammer angeordnet ist 1. Dann wird die Kammer 1 durch die Gasevakuierungsvorrichtung 4 wird auf den Betriebsdruck evakuiert. Ein Gasflusssteuersystem 5 Plasmagas - Argon. Durch Anpassung Vorrichtung 9 impart Dreh 8, wobei Einrichtung 8 in eine Richtung gedreht wird, die Halterungen 6, 7 sind mit den Substraten in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Liefern elektrische Leistung an das Magnetron Entladungselektroden organisieren Sprühziel Kathoden 2. Aufgrund der galvanischen Verbindung Einheiten 3 und Anodensubstrat 7 am letzten Offsetspannung gleich der Anode unterstützt. Ein Teil des pulverisierten Targetmaterial, Kathode 2, die Oberfläche des Substrats erreichen 7 auf ihnen abgeschieden wird, der Teil - abgeschieden und erstreckt sich auf den Seiten des Substrats 7 angeordnet weiterhin aufgrund der hohen Transparenz Halter 6 Flächen, einschließlich und hinten. Aufgrund der Rotation der Halter 6 und 7 auf den Substraten befestigt sind alle Teil des letzteren in dem Sputter-Verfahren wird zu einem Strom von zerstäubtem Material umgewandelt werden, das heißt, die Bildung der Beschichtung auf allen Seiten erfolgen. Zur gleichen Zeit durch galvanische Kopplung von Target-Kathoden 2 mit falschen Wänden 10 gleichzeitig mit der Magnetron-Entladung Glimmentladung koexistieren, sprühen falsche Wand 10 mit niedriger Geschwindigkeit. Die gleichzeitige Copräzipitation Wände 10 mit Kathoden Targetmaterial das Material 2 Mikrolegierungsbeschichtung und Aushärtung aufgrund der ausscheidungsgehärteten sie verursacht. In dieser Anordnung sind die Achsen der Düsen 11 in einem Winkel zueinander und Offseteinstellung verbessert gesputtert Zuführungsmaterial auf die Oberfläche des Substrats 7 und einer Beschichtung auf allen Seiten. Das Vorhandensein des Bildschirms 12 nicht elektrisch mit der Kammer 1 und verhindert Entzug eines Teils des gesputterten Materials von der Kammer 1, wo die Bildung der Beschichtung verbunden ist.

Einstellung verwendet eine Beschichtung aus Edelmetallen zu bilden, und deren Legierungen. Mehrere Beispiele sind unten angegeben.

Beispiel 1 Abscheidung von Gold mit einem Gehalt von 99,99 Gew.% Eines festen Element auf dem Substrat in Form von Messingscheibe 36 mm Durchmesser durchgeführt. Die Substrate wurden auf Halterungen befestigt, die in Form von dreieckigen Prismen, jede Fläche der Transparenz von 78%. Falsche Wände der Vakuumkammer aus rostfreiem Chromstahl 12X18H10T gemacht. In diesem zwei Target-Kathode wurden mit falschen Wänden verbunden und geerdet. Räder auf dem Halter montiert sind elektrisch mit der Anodenblöcke Spender und positive Elektrode verbunden. Die Spannung an den Anodenblöcke aufgetragen 500-550 V, wenn der Strom zu jedem 0,3-0,4 kW Magnetron geliefert. Der Winkel der Achsen der Düsen betrug 45 o, versetzt in Höhe 36 mm. Bei der Durchführung des Verfahrens Entladungs ​​Koexistenz Magnetron auf dem Target beobachtet und eine Glimmentladung zwischen den Substraten und falsch aus Edelstahl Wänden. Das erhaltene Ergebnis durch Aufsprühen Beschichtungsdicke von 1-1,5 Mikron gehärtet , enthaltend 6 × 10 -4 Gew.% Chrom und 2 · 10 -3 Gew.% Eisen, die Dicke der Beschichtung auf der Rückseite betrug 60-70% der Dicke der Beschichtung auf der Vorderseite des Substrats. Wenn für Abriebfestigkeit Beschichtung getestet gefunden letzten 1,5-2 mal höher im Vergleich zu dem ohne Mikrolegieren.

Beispiel 2 Die Ablagerung von Silber-Gehalt von 99,99 Gew.% Eines festen auf dem Kupfersubstrat getragene Element in der Form von Rechtecken 15 × 30 mm. Die Substrate wurden auf Halterungen befestigt, die in Form von dreieckigen Prismen, jede Fläche der Transparenz von 75%. Falsche Wände der Vakuumkammer aus rostfreiem Chromstahl 12X18H10T gemacht. In diesem zwei Target-Kathode wurden mit falschen Wänden verbunden und geerdet. Polozhki an dem Halter befestigt sind, elektrisch mit den Anodenblöcken Spender und positive Elektrode verbunden. Die Spannung an den Anodenblöcke aufgetragen 400-500 V, wenn der Strom auf jeder von 0,4 kW Magnetron geliefert. Der Winkel der Achsen der Düsen betrug 90 o, versetzt in Höhe 50 mm. Bei der Durchführung des Verfahrens Entladungs ​​Koexistenz Magnetron auf dem Target beobachtet und eine Glimmentladung zwischen den Substraten und falsch aus Edelstahl Wänden. Hergestellten Beschichtungsdicke 1,5-3,0 mm mit einem Gehalt von 2 × 10 -4 Gew.% Chrom und 1 · 10 -3 Gew. % Eisen, war die Dicke der Beschichtung auf der Rückseite 50-60% der Dicke der Beschichtung auf der Vorderseite des Substrats. Wenn diese Beschichtungs Haltbarkeit getestet in den letzten 1,7-2,3 mal größer im Vergleich zu der ohne Mikrolegieren gefunden.

Beispiel 3: Spritzbeschichtung auf Artikel von unregelmäßiger Form, deren Abmessungen nicht überschreiten 10h12h30 mm, hergestellt von der Legierung, die Gold-Spritzen - 75 Gewichts-% Silber - .. 8 Gew%, wobei der Rest Kupfer. Substrate wurden auf Haltern montiert sind, in Form von dreieckigen Prismen, war jede Fläche der Transparenz 82%. Falsche Wände der Vakuumkammer aus rostfreiem Chromstahl 12X18H10T gemacht. In diesem zwei Target-Kathode wurden mit falschen Wänden verbunden und geerdet. Räder auf dem Halter montiert sind elektrisch mit der Anodenblöcke Spender und positive Elektrode verbunden. Die Spannung an den Anodenblöcke aufgetragen 500-550 V, wenn der Strom zu jedem 0,3-0,4 kW Magnetron geliefert. Der Winkel der Achsen der Düsen betrug 60 o, versetzt in Höhe 60 mm. Bei der Durchführung des Verfahrens Entladungs ​​Koexistenz Magnetron auf dem Target beobachtet und eine Glimmentladung zwischen den Substraten und falsch aus Edelstahl Wänden. Wenn die Beschichtungszusammensetzung Analyse die Anwesenheit von bis zu 5 × 10 -4 Gew angegeben.% Chrom, und (2-4) x 10 -3 Gew.% Eisen. Die Dicke der Beschichtung auf der Rückseite des Substrats betrug 80-85% der Dicke der Beschichtung auf der Vorderseite. Beschichtungshaltbarkeitstests zeigten einen Anstieg der es in 1,2-1,4 mal im Vergleich zu dem ohne Mikrolegieren.

In allen Fällen bedeutet die Menge des zerstäubten Beschichtungsbildungsmaterial unter dem Bildschirm Trenn zur Befestigung des Geräts an die Substrate und Rotation war vernachlässigbar.

So umfassen Beispiele für die Installation und die in ihnen berichteten Ergebnisse deuten die Möglichkeit der Herstellung von Beschichtungen auf allen Seiten von Substraten beliebiger Form verstärkt.

FORDERUNGEN

Installation zum Versprühen Beschichtung eine Vakuumkammer umfasst, Dispenser Zielkathoden Anodenblöcke, Vorrichtungen für die Evakuierung und die Regelung der Gasversorgung, der Halter für die Substrate in einer Richtung dreht, die Vorrichtung, auf der der Sicherungs der Halter in der anderen Richtung dreht, und eine Einrichtung zum die Drehvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , dass die Düsen Kathoden Ziele, mindestens zwei, so angeordnet, dass ihre Mittellinien einen Winkel von nicht mehr als 90 o und in der Höhe relativ zueinander, wobei die Innenfläche der Kammer als mit Zwischenwänden versehen ist, die Substrathalter gebildet Offset bilden Prisma, wobei jede Seite davon transparent ist mindestens 75%, mit dem Substrat und der Anodenblöcke Sprühgeräte sind elektrisch miteinander verbunden und die positive Elektrode-Kathodentarget und falschen Wände - mit der negativen Elektrode und zwischen der Vorrichtung zur Befestigung der Halter, und die Vorrichtung für seine Bildschirm drehbar gelagert ist, elektrisch von der Kammer isoliert.

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Erscheinungsdatum 02.01.2007gg