Устройство для нанесения вакуумно-плазменных покрытий

 

Сущностью изобретения является устройство для нанесения вакуумно-плазменных покрытий. В вакуумной камере создается вакуум и подается инертный газ. На анод подается положительный потенциал, а на сетчатый экран и катод-деталь подается отрицательный потенциал от источника питания. Между экраном и катодом-деталью возникает эффект полого катода, проявляющийся в значительном повышении плотности тока, увеличении степени ионизации плазмы и снижении напряжения горения разряда. На катод-деталь конденсируется покрытие, испаряемое из тигля. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения покрытий в электронной, оптической и других отраслях промышленности.

Известно устройство (А. С. N 1437412, C 23 C 14/32, 15.11.88.) для нанесения пленок в вакууме содержащее цилиндрический полый анод, дисковый и кольцевой катод из распыляемого материала, закрепленный на торцевой поверхности анода, цилиндрический электромагнит, охватывающий анод и катод, подложкодержатель, закрепленный со стороны торцевого катода, и источник питания, отверстие кольцевого катода выполнено в виде усеченного конуса, обращенного большим диаметром к подложке, причем меньший диаметр больше или равен внутреннему диаметру анода, при этом кольцевой катод и подложкодержатель заземлены, а дисковый катод подключен к положительной клемме источника питания.

Недостатком аналога является сложность изготовления катода специальной формы, сложность оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство (А. С. СССР N 1452194, C 23 C 14/00, 1990) для нанесения полимерных покрытий в вакууме, включающий формирование электрического поля между анодом и катодом, введение в межэлектродный промежуток исходного материала, ускорение заряженных частиц, осаждение покрытия на подложку и его полимеризацию, для повышения эффективности использования исходного материала, анод и катод выполняют плоскопараллельными, причем катод в виде сетки, перед введением паров проводят их насыщение, а введение насыщенных паров осуществляют через анод в направлении электрического поля, ускорение заряженных частиц осуществляют в зоне тлеющего разряда, а осаждение покрытия вне зоны тлеющего разряда.

Недостатками прототипа является сложность изготовления специальной формы как катода, так и анода, сложность оборудования.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества покрытия, за счет повышения адгезии и уменьшения пористости покрытий.

Задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для нанесения вакуумно-плазменных покрытий реализуется эффект полого катода, катод образован обрабатываемой деталью и экраном, к ним подводится отрицательный потенциал, к аноду подводится положительный, эффект полого катода проявляется в значительном повышении плотности тока, увеличении степени ионизации плазмы, при одновременном снижении напряжения горения разряда.

Существо устройства поясняется чертежом.

Источник питания 1, отрицательная клемма которого подключена к катод-детали 2 и экрану 3, окружающий катод-деталь 2, установленный на определенном расстоянии, а положительная клемма источника питания 1 подсоединена к аноду 4, причем анод, катод-деталь и экран расположены в вакуумной камере 5, в ней расположен также тигель 6 с испаряемым веществом.

Устройство для нанесения вакуумно-плазменных покрытий работает следующим образом.

В вакуумной камере 5 создается вакуум и подается инертный газ. На анод 4 подается положительный потенциал, а на экран 3 и катод-деталь 2 отрицательный потенциал от источника питания 1. Зажигается разряд. Между экраном 3 и катод-деталью 2 возникает эффект полого катода, проявляющийся в значительном повышении плотности тока, увеличении степени ионизации плазмы и снижении напряжения горения разряда. На катод деталь конденсируется покрытие, испаряемое из тигля 6.

Размеры экрана, его конфигурация, расстояние между экраном и катод-деталью, а также режимы нанесения покрытий являются "ноу-хау".

Изобретение позволяет повысить качество покрытий, за счет повышения адгезии и уменьшения пористости покрытий.

Формула изобретения

Устройство для нанесения вакуумно-плазменных покрытий, содержащее вакуумную камеру, размещенный в ней тигель с испаряемым веществом, установленные на определенном расстоянии анод и сетчатый катод, отличающееся тем, что сетчатый катод выполнен в виде экранирующего элемента с полостью для размещения на определенном расстоянии от элемента и охватывания подсоединяемой к отрицательному полюсу источника питания покрываемой детали.

РИСУНКИ

Рисунок 1