CZ305631B6 - Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method - Google Patents
Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305631B6 CZ305631B6 CZ2014-436A CZ2014436A CZ305631B6 CZ 305631 B6 CZ305631 B6 CZ 305631B6 CZ 2014436 A CZ2014436 A CZ 2014436A CZ 305631 B6 CZ305631 B6 CZ 305631B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- vacuum chamber
- section
- small cross
- internal cavities
- longitudinal dimensions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Zařízení pro povlakování vnitřních dutin malého příčného průřezu a velkých podélných rozměrů metodou magnetronového naprašováníEquipment for coating internal cavities of small cross-section and large longitudinal dimensions by magnetron sputtering
Oblast technikyField of technology
Řešení se týká zařízení k vytváření tenkých povlaků v dutinách malých příčných průřezů.The solution relates to a device for forming thin coatings in cavities of small cross-sections.
Dosavadní stav technikyPrior art
Pro vytváření tenkých povlaků se používají různá zařízení a technologie. Nejstarší známou technologií je galvanizace. Galvanizace je hojně užívaná metoda, protože nevyžaduje nákladné zařízení. Na druhou stranu však neumožňuje přesné nanášení tenkých homogenních vrstev. Tím dochází k nadměrné spotřebě povlakového kovu a ke značnému prodražování výroby. Nelze také zaručit přesnou opakovatelnost výroby. Galvanizace také výrazně zatěžuje životní prostředí.Various devices and technologies are used to create thin coatings. The oldest known technology is galvanization. Galvanization is a widely used method because it does not require expensive equipment. On the other hand, it does not allow the precise application of thin homogeneous layers. This leads to excessive consumption of the coating metal and a considerable increase in the cost of production. Also, accurate production repeatability cannot be guaranteed. Galvanization also places a significant burden on the environment.
Z fyzikálních metod vytváření rovnoměrných tenkých povlaků jsou používané metody založené na principech napařování a naprašování.From the physical methods of creating uniform thin coatings, methods based on the principles of evaporation and sputtering are used.
Známá zařízení k napařování a naprašování splňují požadavky na homogennost a rovnoměrnost deponované vrstvy. Žádné z nich však neumožňuje nanášení tenkých homogenních vrstev do dutin malých příčných rozměrů. Totéž se týká i zařízení pro iontové implantování a dalších podobných technologií.Known steaming and sputtering devices meet the requirements for homogeneity and uniformity of the deposited layer. However, none of them allows the application of thin homogeneous layers into cavities of small transverse dimensions. The same applies to ion implantation devices and other similar technologies.
Zařízení pro naprašování dutin je prezentováno v CS248804, vykazuje však zásadní technologické omezení dané homogenitou přiloženého elektrického pole, která je určující pro poměr délky a příčného průřezu naprašované dutiny. Homogenita elektrického pole je dána uspořádáním elektrod, kde anody jsou umístěny na bocích povlakované dutiny a katodu tvoří tyč v ose povlakované dutiny. Pro naprašování dutin velkých podélných rozměrů o malém příčném průřezu je z tohoto důvodu uvedené řešení nepoužitelné.The device for sputtering cavities is presented in CS248804, but it shows a fundamental technological limitation given the homogeneity of the applied electric field, which is decisive for the ratio of the length and the cross section of the sputtered cavity. The homogeneity of the electric field is given by the arrangement of electrodes, where the anodes are located on the sides of the coated cavity and the cathode forms a rod in the axis of the coated cavity. For this reason, this solution is not applicable for sputtering cavities of large longitudinal dimensions with a small cross-section.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Zařízení pro povlakování vnitřních dutin malého příčného průřezu a velkých podélných rozměrů metodou magnetronového naprašování je určeno k vytváření tenkých vrstev na vnitřních plochách výrobků s dutinami malých příčných průřezů. Zařízení je tvořeno protáhlou vakuovou komorou, kterou obepíná prstencový magnet. Tento magnet je uložen posuvně ve směru osy komory. V dutině vakuové komory je symetricky upevněna odprašovaná katoda ve tvaru tyče. V uzavírací přírubě vakuové komory je upevněn dutý předmět, na jehož vnitřním povrchu má být vytvořen tenký povlak tak, že odprašovaná katoda je v ose jeho dutiny. Tento naprašovaný dutý předmět může také tvořit sám o sobě vakuovou komoru.The device for coating the inner cavities of small cross-section and large longitudinal dimensions by magnetron sputtering is intended for forming thin layers on the inner surfaces of products with cavities of small cross-sections. The device consists of an elongated vacuum chamber, which is surrounded by an annular magnet. This magnet is slidably mounted in the direction of the chamber axis. A dedusted rod-shaped cathode is symmetrically mounted in the cavity of the vacuum chamber. A hollow object is mounted in the closing flange of the vacuum chamber, on the inner surface of which a thin coating is to be formed so that the dusted cathode is in the axis of its cavity. This sputtered hollow object can also form a vacuum chamber by itself.
Příruba uzavírající vakuovou komoruje opatřena elektrickou vakuovou průchodkou, ve které je upevněna odprašovaná katoda připojená ke zdroji vysokého napětí. Tato příruba je připevněna k tomu konci vakuové komory, do něhož je vyústěn přívod od vakuového čerpacího systému. Uzávěr druhého konce vakuové komory je opatřen otvorem pro přívod pracovního plynu.The flange closing the vacuum chamber is provided with an electric vacuum bushing in which a dusted cathode connected to a high voltage source is mounted. This flange is attached to the end of the vacuum chamber into which the inlet from the vacuum pumping system opens. The closure of the other end of the vacuum chamber is provided with an opening for the supply of working gas.
Vakuová komora je upevněna na stojanu, jehož součástí je pojezdová dráha pro držák magnetu. Součástí vakuového čerpacího systému je zařízení na měření tlaku ve vakuové komoře.The vacuum chamber is mounted on a stand, which includes a travel path for the magnet holder. The vacuum pumping system includes a device for measuring the pressure in the vacuum chamber.
Tímto zařízením jsou odstraněny nedostatky známých zařízení k vytváření tenkých povlaků v dutinách. Podstatnou výhodou je možno vytvoření homogenní depozice vrstvy s požadovanou tloušťkou.This device eliminates the shortcomings of known devices for forming thin coatings in cavities. A significant advantage is the creation of a homogeneous deposition of a layer with the desired thickness.
- 1 CZ 305631 B6- 1 CZ 305631 B6
Objasnění výkresuExplanation of the drawing
Na přiloženém výkrese je podélný řez zařízením pro povlakování vnitřních dutin malého příčného průřezu a velkých podélných rozměrů metodou magnetronového naprašování.The accompanying drawing is a longitudinal section of a device for coating internal cavities of small cross-section and large longitudinal dimensions by magnetron sputtering.
Příklad uskutečnění vynálezuExample of an embodiment of the invention
Ke stojanu 15 zařízení je připojený vakuový čerpací systém 2. Tento vakuový čerpací systém 2 je otvorem propojen s vakuovou komorou 1 protáhlého tvaru, která je prostřednictvím vakuového čerpacího systému 2 upevněna na stojanu 15 zařízení. Propojení vakuového čerpacího systému 2 s vakuovou komorou 1 je v blízkosti konce vakuové komory 1, který je uzavřen přírubou 4 utěsněnou těsněním 5. Vakuová komora 1 je opatřena elektrickou vakuovou průchodkou 6, k jejímuž vodiči 7 je upevněna odprašovaná katoda 8 ve tvaru tyče tak, aby byla v ose vakuové komory 1. Na opačném konci 17 je vakuová komora 1 uzavřena pevně nebo druhou přírubou s otvorem pro přívod 3 pracovního plynu. Tento přívod 3 je připojen k zařízením na regulaci a měření množství přiváděného pracovního plynu. Příruba 4 je opatřena upevňovacím přípravkem 10, v němž je za svůj vnější povrch upevněna povlakovaná součást 9. Taje upevněna tak, aby odprašovaná katoda 8 byla v ose její dutiny. Pro zajištění souososti může být k upevňovacímu přípravku 10 připevněn izolační distanční držák J_J_. Druhý konec povlakované součásti 9 je v případě její větší délky upevněn v izolačním držáku 12, jímž takto prochází i odprašovaná katoda 8, což zajišťuje jejich vzájemnou souosost. U velmi dlouhých povlakovaných součástí 9 může být tento izolační držák 12 fixován na konec 17 vakuové komory 1. Na vakuové komoře 1 je instalováno čidlo pro měření tlaku pracovního plynu uvnitř komory 1. Odprašovaná katoda 8 je prostřednictvím vodiče 7 elektrické vakuové průchodky 6 připojena na zdroj vysokého napětí.A vacuum pumping system 2 is connected to the device stand 15. This vacuum pumping system 2 is connected by an opening to a vacuum chamber 1 of elongated shape, which is fastened to the device stand 15 by means of a vacuum pumping system 2. The connection of the vacuum pumping system 2 to the vacuum chamber 1 is near the end of the vacuum chamber 1, which is closed by a flange 4 sealed by a seal 5. The vacuum chamber 1 is provided with an electric vacuum bushing 6, to the conductor 7 of which to be in the axis of the vacuum chamber 1. At the opposite end 17, the vacuum chamber 1 is closed firmly or by a second flange with an opening for the supply 3 of working gas. This inlet 3 is connected to a device for regulating and measuring the amount of supplied working gas. The flange 4 is provided with a fastening means 10, in which the coated part 9 is fastened behind its outer surface. It is fastened so that the dedusted cathode 8 is in the axis of its cavity. To ensure alignment, an insulating spacer 11 may be attached to the mounting jig 10. The other end of the coated part 9 is, in the case of its longer length, fixed in the insulating holder 12, through which the dedusted cathode 8 thus passes, which ensures their mutual coaxiality. For very long coated parts 9, this insulating holder 12 can be fixed to the end 17 of the vacuum chamber 1. A sensor for measuring the working gas pressure inside the chamber 1 is installed on the vacuum chamber 1. The deducted cathode 8 is connected to a source via a conductor 7 of an electric vacuum bushing 6. high voltage.
Stojan 15 zařízení je opatřen pojezdovou dráhou vedenou ve směru osy vakuové komory 1. Na této pojezdové dráze je posuvně uložen držák 16 prstencového magnetu 13 napojený na poháněči jednotku 14 s regulací rychlosti jeho posuvu. Prstencový magnet 13 obepíná vakuovou komoru 1 a má s ní společnou osu. V příkladném provedení je prstencový magnet 13 elektromagnet.The stand 15 of the device is provided with a travel path guided in the direction of the axis of the vacuum chamber 1. On this travel path, a holder 16 of an annular magnet 13 is slidably connected to a drive unit 14 with its speed control. The annular magnet 13 surrounds the vacuum chamber 1 and has a common axis with it. In an exemplary embodiment, the ring magnet 13 is an electromagnet.
Po upevnění povlakované součásti 9 do vakuové komory 1 je komora 1 hermeticky uzavřena přírubou 4. Potom je komora 1 evakuována. Následně se otevře ventil přívodu 3 pracovního plynu, kterým může být například argon, na požadovaný průtok. Ve vakuové komoře 1 je nastaven tlak v rozmezí jednotek až desítek pascalů v závislosti na požadovaném výsledku. Připojením napětí na vodič 7 elektrické vakuové průchodky 6, řádově stovek voltů, je ve vakuové komoře 1 spuštěn výboj. Současně se přivede proud na prstencový magnet 13, kterým je v tomto provedení elektromagnet, a je spuštěn motor poháněči jednotky 14 pro plynulý posun držáku 16 s prstencovým magnetem 13 s rychlostí nastavenou v závislosti na požadované tloušťce povlaku. Zařízení dále pracuje bez zásahu obsluhy a vypne se po dojezdu prstencového magnetu 13 na konec.After fixing the coated part 9 to the vacuum chamber 1, the chamber 1 is hermetically sealed by a flange 4. Then the chamber 1 is evacuated. Subsequently, the valve of the working gas supply 3, which may be, for example, argon, is opened to the desired flow rate. In the vacuum chamber 1, the pressure is set in the range of units up to tens of pascals depending on the desired result. By applying a voltage to the conductor 7 of the electric vacuum bushing 6, of the order of hundreds of volts, a discharge is triggered in the vacuum chamber 1. At the same time, current is applied to the ring magnet 13, which in this embodiment is an electromagnet, and the motor of the drive unit 14 is started to smoothly move the holder 16 with the ring magnet 13 at a speed set depending on the desired coating thickness. The device continues to operate without operator intervention and switches off when the ring magnet 13 reaches the end.
Výsledná tloušťka povlaku je dána rychlostí posuvu prstencového magnetu j_3, napětím na odprašované katodě 8, velikostí magnetického pole a tlakem ve vakuové komoře 1.The resulting coating thickness is determined by the feed rate of the annular magnet 13, the voltage at the dedusted cathode 8, the magnitude of the magnetic field and the pressure in the vacuum chamber 1.
Alternativní provedení zařízení má místo prstencového elektromagnetu prstencový permanentní magnet. V případě vytváření povlaků v dutinách většího množství tvarově obdobných předmětů mohou tyto předměty být opatřeny přírubami a po připojení k vakuovému čerpacímu systému 2 se samy stanou vakuovou komorou 1.An alternative embodiment of the device has an annular permanent magnet instead of an annular electromagnet. In the case of the formation of coatings in the cavities of a plurality of objects of similar shape, these objects can be provided with flanges and, after connection to the vacuum pumping system 2, themselves become a vacuum chamber 1.
-2CZ 305631 B6-2EN 305631 B6
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení je určeno k vytváření tenkých povlaků v dlouhých dutinách malých příčných rozměrů. Uplatní se pro úpravu součástek pro mikrovlnnou techniku, zdravotnictví, leteckou techniku, chemický průmysl, potravinářský průmysl a další obory.The device is designed to form thin coatings in long cavities of small transverse dimensions. It is used for the modification of components for microwave technology, healthcare, aerospace technology, the chemical industry, the food industry and other fields.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-436A CZ305631B6 (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-436A CZ305631B6 (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2014436A3 CZ2014436A3 (en) | 2016-01-13 |
CZ305631B6 true CZ305631B6 (en) | 2016-01-13 |
Family
ID=55080330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2014-436A CZ305631B6 (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ305631B6 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019210891A1 (en) | 2018-05-02 | 2019-11-07 | Fyzikalni Ustav Av Cr, V.V.I. | Method of low-temperature plasma generation, method of an electrically conductive or ferromagnetic tube coating using pulsed plasma and corresponding devices |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS248804B1 (en) * | 1984-10-03 | 1987-02-12 | Jindrich Musil | Creating method of the thin nonmagnetic coat on the innervsurface of the hollow body by the magnetron spraying and apparatus to perform this method |
US5334302A (en) * | 1991-11-15 | 1994-08-02 | Tokyo Electron Limited | Magnetron sputtering apparatus and sputtering gun for use in the same |
DE4305748A1 (en) * | 1993-02-25 | 1994-09-01 | Leybold Ag | Appliance for deposition onto, and/or etching of, substrates in a vacuum chamber |
DE4333825C1 (en) * | 1993-09-28 | 1995-02-23 | Mat Gmbh | Apparatus for coating elongated flexible products |
US5437778A (en) * | 1990-07-10 | 1995-08-01 | Telic Technologies Corporation | Slotted cylindrical hollow cathode/magnetron sputtering device |
US6689254B1 (en) * | 1990-10-31 | 2004-02-10 | Tokyo Electron Limited | Sputtering apparatus with isolated coolant and sputtering target therefor |
DE102004015230A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Intensifying pulsed magnetron discharge in a vacuum chamber comprises deflecting an additional electron stream from an additional electron source to a first electrode so that ions are formed in the region of the electrode |
EP1609880A1 (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-28 | Applied Films GmbH & Co. KG | Sputtering cathod for coating methods |
EP2017367A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-21 | Applied Materials, Inc. | Sputter coating device and method of depositing a layer on a substrate |
US20140076718A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Vapor Technologies, Inc. | Remote Arc Discharge Plasma Assisted Processes |
-
2014
- 2014-06-25 CZ CZ2014-436A patent/CZ305631B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS248804B1 (en) * | 1984-10-03 | 1987-02-12 | Jindrich Musil | Creating method of the thin nonmagnetic coat on the innervsurface of the hollow body by the magnetron spraying and apparatus to perform this method |
US5437778A (en) * | 1990-07-10 | 1995-08-01 | Telic Technologies Corporation | Slotted cylindrical hollow cathode/magnetron sputtering device |
US6689254B1 (en) * | 1990-10-31 | 2004-02-10 | Tokyo Electron Limited | Sputtering apparatus with isolated coolant and sputtering target therefor |
US5334302A (en) * | 1991-11-15 | 1994-08-02 | Tokyo Electron Limited | Magnetron sputtering apparatus and sputtering gun for use in the same |
DE4305748A1 (en) * | 1993-02-25 | 1994-09-01 | Leybold Ag | Appliance for deposition onto, and/or etching of, substrates in a vacuum chamber |
DE4333825C1 (en) * | 1993-09-28 | 1995-02-23 | Mat Gmbh | Apparatus for coating elongated flexible products |
DE102004015230A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Intensifying pulsed magnetron discharge in a vacuum chamber comprises deflecting an additional electron stream from an additional electron source to a first electrode so that ions are formed in the region of the electrode |
EP1609880A1 (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-28 | Applied Films GmbH & Co. KG | Sputtering cathod for coating methods |
EP2017367A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-21 | Applied Materials, Inc. | Sputter coating device and method of depositing a layer on a substrate |
US20140076718A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Vapor Technologies, Inc. | Remote Arc Discharge Plasma Assisted Processes |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019210891A1 (en) | 2018-05-02 | 2019-11-07 | Fyzikalni Ustav Av Cr, V.V.I. | Method of low-temperature plasma generation, method of an electrically conductive or ferromagnetic tube coating using pulsed plasma and corresponding devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2014436A3 (en) | 2016-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ305631B6 (en) | Apparatus for coating internal cavities of small cross section and large longitudinal dimensions using magnetron-sputtering method | |
US20180200954A1 (en) | Gas Phase Integrated Multimaterial Printhead for Additive Manufacturing | |
CZ307842B6 (en) | A method of generating low temperature plasma, a method of coating the inner surface of hollow electrically conductive or ferromagnetic tubes and the equipment for doing this | |
EP2431995A1 (en) | Ionisation device | |
US11049697B2 (en) | Single beam plasma source | |
TWI806983B (en) | Atomic wire generating device, bonding device, surface modification method, and bonding method | |
KR20160045667A (en) | Sputtering film formation device and sputtering film formation method | |
KR20180110271A (en) | Coating apparatus and coating method | |
CN108914091A (en) | A kind of improved anode leafing component | |
Pinto et al. | Development and production of non evaporable getter coatings for the vacuum chambers of the 3 GeV storage ring of MAX IV | |
Tupik et al. | Application of nanoscale metal films on cylindrically shaped products | |
Hao et al. | Design and experimental study of Penning discharge plasma anode for high current pulsed electron beam source | |
US20200016626A1 (en) | Practical method and apparatus of plating substrates with carbon nanotubes (CNT) | |
CN103814153B (en) | Film forming method, film forming device, the treated object being formed with overlay film, mould and instrument | |
JP6657422B2 (en) | Plasma process equipment that can adjust the amount of charge | |
Kalandiia et al. | Cleaning substrates and subsequent deposition of coatings with coaxial magnetron discharge | |
JP5261179B2 (en) | Sheet plasma apparatus and sheet plasma adjustment method | |
RU2816980C1 (en) | Device for vacuum application of hardening coating on surface of articles | |
Chen et al. | Fast mechanical shutter for pulsed ion beam generation | |
CN109913830B (en) | Multifunctional vacuum coating machine | |
RU2590747C2 (en) | Plant for vacuum sputtering of topological pattern of thin-film hybrid microcircuit on substrate | |
TWI659445B (en) | Radio frequency (rf) – sputter deposition source, deposition apparatus and method of assembling thereof | |
Han et al. | Magnetron Sputter Coating of Inner Surface of 1-inch Diameter Tube | |
RU123778U1 (en) | THIN FILM APPLIANCE | |
CH702969A2 (en) | Apparatus for treating and/or coating glass surfaces with thin layers using plasma, comprises anode segments, and a magnetic assembly, where the segment is based on magnetic field that forces electrons to sputter cathode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190625 |