DE1690684A1

DE1690684A1 - Method and apparatus for high frequency spraying

Info

Publication number: DE1690684A1
Application number: DE19671690684
Authority: DE
Inventors: Leslie Arthur; Holland; Putner Tony Ian
Original assignee: Edwards High Vacuum International Ltd
Current assignee: Edwards High Vacuum International Ltd
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1967-07-26
Publication date: 1972-02-03
Also published as: GB1169747A

Description

Dr. W. SCHALK · Dipl.-Ing. P. WlRTH · Dipl.-lng. G. DANNENBERG Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · Dr. P. WEINHOLDDr. W. SCHALK Dipl.-Ing. P. WlRTH · Dipl.-Ing. G. DANNENBERG Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · Dr. P. WEINHOLD

6 FRANKFUBTAM MAIN6 FRANKFUBTAM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STR. 39CR. ESCHENHEIMER STR. 39

25. Juli 1967
Da/FaJuly 25, 1967
Da / Fa

Edwards High Vaouum International Ltd. örawley, Sussex / EnglandEdwards High Vaouum International Ltd. örawley, Sussex / England

Verfahren und Vorrichtung zum Sprühen mit HochfrequenzMethod and device for spraying with high frequency

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Sprühen·The invention relates to methods and devices for spraying

Es sind zahlreiche Verfahren zum Sprühen elektrisch leitenden Materials bekannt, die in der Regel ein System mit einem elektrischen Leiter verwenden, der als Kathode bei einer Gleichstrom-Glimmentladung im Vakuum bzw· bei Unterdruck dient· Die GlimmentMung erzeugt eine die Kathode umgebende Ionenschicht - bekannt als Dunkelraum - und da der größere Teil des Spannungsgefälles der angelegten Spannung auf den Raum zwischen der Ionensohioht und der Kathode entfällt, wird der elektrische Leiter durch eine große Zahl von Ionen hoher Energie bombardiert, wodurch das Material des LeitersNumerous methods of spraying electrically conductive material are known, typically a system with a Use an electrical conductor that acts as the cathode for a direct current glow discharge in a vacuum or under reduced pressure serves · Glowing creates a surrounding cathode Ion layer - known as dark room - and because the greater part of the voltage gradient of the applied voltage on the If there is no space between the ion tube and the cathode, the electrical conductor is made up of a large number of ions high energy bombed, reducing the material of the conductor

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versprüht wird. Soll jedoch ein Isolator versprüht werden, so baut sich eine positive ladung auf der Oberfläche des Isolators auf, welche den Spannungsabfall zwischen ihm und der Ionenschicht derart herabsetzt, daß das Sprühen beeinträchtigt wird oder sogar ganz aufhört. Um diesen Effekt zu beseitigen, sind Verfahren zum Sprühen mit Radiobzw. Hochfrequenz entwickelt worden.is sprayed. However, if an insulator is to be sprayed, a positive charge will build up on it Surface of the insulator, which reduces the voltage drop between it and the ion layer in such a way reduces the fact that the spraying is impaired or even stops completely. To eliminate this effect, are methods of spraying with radio or radio. High frequency has been developed.

Obwohl diese Verfahren allgemein bekannt sind, soll doch das Prinzip, auf dem sie beruhen, zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung zunächst hier dargelegt werden. Wenn eine Oberfläche einer Metallelektrode durch ein Stück isolierenden dielektrischen Materials von einem Entladungsplasma getrennt und das Potential einer Hadio-frequenzquelle an die Elektrode angelegt wird, wurde die Bildung einer Ionenschicht nahe der Oberfläche des Isoliermaterials beobachtet. Wenn das Potential an die Metallelektrode angelegt wird, bewirkt die Kapazität des Isoliermaterial, dass seine dem Plasma zugewandte Oberfläche eine Ladung aufnimmt· Wenn diese Ladung negativ ist, wird das Material mit Ionen bombardiert und ein Sprühen tritt auf. Angenommen, das Elektrodenpotential wechselt um ein Hullpotential relativ zu dem Plasma, so entsteht ein ElektroHenflußAlthough these procedures are well known, the principle on which they are based is intended to be A better understanding of the following description will first be presented here. If a surface a metal electrode through a piece of insulating dielectric material from a discharge plasma separated and the potential of a Hadio frequency source is applied to the electrode, an ion layer was formed near the surface of the insulating material observed. When the potential is applied to the metal electrode, the capacitance effects of the insulating material that its surface facing the plasma picks up a charge · If this When the charge is negative, the material is bombarded with ions and spraying occurs. Accepted, the electrode potential changes by an envelope potential relative to the plasma, thus creating an electric flux

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zur Materialoberfläche, wenn die Ladung positiv ist. Da die Beweglichkeit der Elektronen größer ist als die der Ionen, ist der Stromfluß während der positiven Hälfte einer Periode größer als während der negativen Hälfte. Dies könnte zu der Annahme verleiten, daß ein Stromfluß zum Isolator besteht, was natürlich nicht möglich ist. Infolgedessen nimmt das dielektrische Material ein G-leichstrompotential an, das negativ ist und um welches das Potential an der Materialoberfläche wechselt. Dieses negative Potential ist ein wesentlicher Teil der vollen Amplitude des angelegten Radiofrequenzpotentials, mit dem Erfolg, daß ein Sprühen sowohl während der negativen Hälfte der Periode als auch während eines wesentlichen Teils der positiven Hälfte erfolgt. Bei bekannten Anordnungen wurde in einem solchen System ein Auftreffkörper aus Isoliermaterial einer einzigen Elektrode zugeordnet und ein Radiofrequenzpotential an diese Elektrode und an Erde gelegt. Leider ergeben sich bei einer solchen Anordnung jedoch eine Anzahl Schwierigkeiten und Nachteile, von denen die nachstehenden besonders hervortreten:to the material surface when the charge is positive is. Since the mobility of the electrons is greater than that of the ions, the flow of current is during the positive half of a period is greater than during the negative half. This could lead to the assumption trick that there is a current flow to the isolator, which of course is not possible. As a result, takes the dielectric material has a DC potential which is negative and around which the potential changes on the material surface. This negative potential is an essential part of the full Amplitude of the applied radio frequency potential, with the result that a spraying both during the negative half of the period as well as a substantial part of the positive half. In known arrangements, an impact body made of insulating material was in such a system assigned to a single electrode and a radio frequency potential is applied to this electrode and to earth. Unfortunately, however, there are a number of difficulties and disadvantages associated with such an arrangement where the following stand out in particular:

a) Die Anlage neigt zu Erdentladung und nur ein Bruchteil der angewendeten Radiofrequenzenergie wird nutzbar gemacht;a) The system tends to earth discharge and only a fraction of the radio frequency energy used is made usable;

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— A. mm- A. mm

b) Das Plasma kann unstabil sein.b) The plasma can be unstable.

Natürlich, und abgesehen davon,daß das Sprühen nicht wirksam während der beiden vollständigen Halbperioden durchgeführt wird, ergeben unerwünschte Entladungen zu den Wänden des Gerätes eine Vergeudung an Radiofrequenzenergie·Of course, and besides that the spraying is not effective during the two full ones If half-cycles are carried out, undesired discharges to the walls of the device result in waste of radio frequency energy

Diese Nachteile werden nach der Erfindung beseitigt. These disadvantages are eliminated according to the invention.

Ein Sprühverfahren nach der Erfindung verwendet mindestens zwei nicht geerdete Elektroden, von denen mindestens eine als Hauptsprühelektrode dient, der ein zu versprühendes Material zugeordnet ist, worauf dieses Material einer Glimmentladungszone ausgesetzt und an die Elektroden eine Radior frequenzspannung angelegt wird, wodurch das Material versprüht wirdoA spray method according to the invention uses at least two ungrounded electrodes, from at least one of which serves as the main spray electrode to which a material to be sprayed is assigned is whereupon this material is exposed to a glow discharge zone and a radio is attached to the electrodes frequency voltage is applied, causing the material is sprayed o

Weiter schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer evakuierbaren Kammer und einer Einrichtung, um wenigstens in einem Bereich dieser Kammer eine Glimmentladung zu erzeugen, wobei zv/ei nicht geerdete Elektroden imThe invention also provides a device for carrying out this method with a device that can be evacuated Chamber and a device to generate a glow discharge in at least one area of this chamber, where zv / ei ungrounded electrodes in

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Bereich der Glimmentladung angeordnet sind, von denen mindestens einer als Hauptsprühelektrode ein zu versprühendes Material zugeordnet ist, und wobei eine Radiofrequenzspannungsquelle an die Elektroden anlegbar ist, um das Material zu versprühen. Area of the glow discharge are arranged, of which at least one as the main spray electrode a material to be sprayed is assigned, and wherein a radio frequency voltage source can be applied to the electrodes in order to spray the material.

Die Radiofrequenzquelle kann die Energie zum Einleiten und Erhalten des Entladungsplasmaa abgeben, welches den Sprüheffekt bewirkt. V/enn ein Isolator versprüht werden soll, kann das Isolatormaterial unmittelbar auf die verschiedenen Elektrodenoberflächen nach Wunsch aufgebracht werden, und das Versprühen erfolgt dann von jeder Elektrode aus.The radio frequency source can provide the energy for introducing and maintaining the discharge plasma release, which causes the spray effect. If an insulator is to be sprayed, the insulator material can can be applied directly to the various electrode surfaces as desired, and spraying then takes place from each electrode.

Wenn, wie üblich, eine Einphasenspannung verwendet wird, sind nur zwei Elektroden erforderlich und diese können vorzugsweise als in einer Ebene angeordnete Scheiben ausgebildet sein. Das zu versprühende Material kann das leitende Material der Elektroden sein, doch können die Vorteile des Radiofrequenzsystems insbesondere dadurch nutzbar gemacht werden, daß normalerweise ein Isolator verwendet wird. So kann jede der Elektroden aufIf, as usual, a single-phase voltage is used, only two electrodes are required and these can preferably be designed as disks arranged in one plane. The one to be sprayed Material can be the conductive material of the electrodes, but the advantages of the Radiofrequency systems are made usable in particular by the fact that an isolator is normally used is used. So each of the electrodes can be on

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ihren betreffenden Oberflächen mit einem Isolatorversehen sein oder es kann ein einziger Auffangkörper aus Isoliermaterial beide Elektroden überbrücken und an ihnen befestigt sein.provided their respective surfaces with an insulator or a single collecting body made of insulating material can bridge both electrodes and be attached to them.

Stattdessen kann auch eine Oreiphasenspannung verwendet werden, welche dann ein Dreielektroden-System erforderteInstead, an ori-phase voltage can also be used can be used, which then required a three-electrode system

Es wurde weiter gefunden, daß in Jedem Falle die Form der Elektroden ein wichtiger Konstruktionsfaktor ist, weil Spitze oder rechteckige Elektroden örtliche Energieverluste an Radio-f requenz ergeben. Als bevorzugte Form werden Scheiben, und zwar kreisförmige Scheiben,oder D-Formen angesehen, obwohl auch andere Formen verwendet werden können.It has further been found that in each case the shape of the electrodes is an important design factor, because point or rectangular electrodes local energy losses at radio frequency result. The preferred shape are disks, namely circular disks, or D-shapes, although other shapes can be used.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Aufbringen dünner Schichten glasigen Materials als Oberflächenschutz für optische Teile. Beispielsweise wird Bleioxydglas, auf das Pyrex (eingetragenes Warenzeichen) aufgesprüht wurde,säurebeständig, und wenn Silika auf Glas mit großen Anteilen an Natirumoxyd aufgesprüht wird, ergibt eich eine Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff τοπ Wasser oder Säure bei Temperaturen, wo die Diffusion vonA particular field of application of the invention is the application of thin layers of vitreous material as surface protection for optical parts. For example, lead oxide glass is registered on the Pyrex (registered Trademark) was sprayed on, acid-resistant, and if silica on glass in large proportions Sodium oxide is sprayed on, results in one Resistance to attack τοπ water or acid at temperatures where the diffusion of

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Natrium oder Silizium gering ist.Sodium or silicon is low.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft für kombiniertes Sprühen und "Sprühen mit Vorspannung" verwendet werden, wie weiter unten noch näher "beschrieben ist. So ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Sprühvorrichtung mit einem zwei weitere Elektroden aufweisenden Werkstückhalter vorgesehen, der geeignet ist, ein isolierendes Werkstück oder Werkstücke zu lagern, wobei an diese zusätzlichen Elektroden eine Radiofrequenzspannungsquelle gelegt wird, deren an diesen Elektroden liegende Spannung, bezogen auf die Größe der Elektroden, einen solchen Wert hat, daß das Vorspannungssprühen des Werkstücks oder der Werkstücke mit geringerer Intensität erfolgt als das Sprühen des Materials der Hauptsprühelektrode bzw. »elektroden.The invention can also be advantageous for combined Spray and "bias spray" may be used, as described in more detail below According to a further embodiment of the invention, a spray device with two further electrodes having workpiece holder provided, which is suitable for an insulating workpiece or workpieces store, with a radio frequency voltage source being applied to these additional electrodes, and their to these The voltage lying across the electrodes, based on the size of the electrodes, has a value such that the bias spraying of the workpiece or the workpieces takes place with less intensity than the spraying of the material of the Main spray electrode or »electrodes.

Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigen:The invention is described in more detail below in some exemplary embodiments with reference to the drawing, namely show:

Pig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Sprühvorrichtung nach der Erfindung;Pig. 1 schematically shows a section through a spray device according to the invention;

Fig. 2 und 3 schematisch Teilansichten abgewandelter Ausführungsformen; undFIGS. 2 and 3 are schematic partial views of modified embodiments; and

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ig. 4, 5 und 6 schematische Teilansichten vonig. 4, 5 and 6 are partial schematic views of FIG

Sprühvorrichtungen nahh der Erfindung, bei denen ein Vorspannungssprühen ("bias sputtering) verwendet wird.Spray devices close to the invention, where bias sputtering is used.

Gemäß Pig. 1 der Zeichnung ist ein Niedertruck-Behälter dargestellt, der einen Hauptteil 1 und eine Grundplatte 2 aufweist. Von der Grundplatte 2 werden in nicht näher dargestellter Weise zwei nicht geerdete D-förmige Elektroden 3 und 4 getragen, die über Klemmen 5 und 6 an eine Radio- bzw. Hochfrequenzquelle angeschlossen sind. An jeder der Elektroden 3 und 4 ist ein Auffangkörper 7 (target) aus Isoliermaterial, wie beispielsweise Glas, angebracht, welcher gesprüht werden soll.According to Pig. 1 of the drawing is a low-pressure container which has a main part 1 and a base plate 2. From the base plate 2 are in no more detail shown way two ungrounded D-shaped Electrodes 3 and 4 worn, which are connected via terminals 5 and 6 to a radio or high frequency source are. On each of the electrodes 3 and 4 is a collecting body 7 (target) made of insulating material, such as Glass, attached, which is to be sprayed.

Im Bereich oberhalb der Elektroden befindet sich eine Werkzeughaltereinheit 8, die nur schematisch dargestellt ist. Diese Einheit kann auf beliebige bekannte Weise, wie etwa durch Wasserkühlung (nicht dargestellt) gekühlt werden. .Venn die Hadiofrequenzquelle eingeschaltet wird, bewirkt das Wechselpotential eine Entladung zwischen den Elektroden 3 und 4 und es tritt ein kontinuierliches Sprühen des Auffangkörpers 7 auf, da dieser jeweils an der betreffendenIn the area above the electrodes there is a tool holder unit 8, which is only shown schematically is. This unit can be cooled in any known manner, such as by water cooling (not shown) will. When the radio frequency source is switched on is, the alternating potential causes a discharge between the electrodes 3 and 4 and it occurs continuously Spraying of the collecting body 7, since this is in each case on the relevant

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Elektrode angebracht ist, so daß keine restliche Oberflächenladung bestehen kann. Bas versprühte Material wird auf dem an der Einheit 8 gelagerten Werkstück niedergeschlagen. Obwohl dies in der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist, sind die Elektroden 3\ 4 und ihre Zuführleitungen in geeisneter Jeise gegen Entladungen zu geerdeten 'feilen abge-' schirmt. Solche Abschirmungen mittels eines isolierenden Schirms über den freiliegenden Elektrodenf-lächen oder mittels eines geerdeten Schirms in geringem Abstand von diesen sind in Fachkreisen durchaus bekannt. Gleichfalls sind Maßnahmen bekannt, die Elektroden so anzuordnen, daß ein Überschlag bzw₀ Durchschlag nicht auftreten kann. Jede zur Verhinderung solcher Entladungen geeignete Ausführung kann natürlich verwendet werden.Electrode is attached so that no residual surface charge can exist. The sprayed material is deposited on the workpiece supported on the unit 8. Although this is not particularly shown in the drawing, the electrodes 3 \ 4 and their supply lines are shielded in ice-coated layers from discharges to earthed 'files'. Such shields by means of an insulating screen over the exposed electrode surfaces or by means of a grounded screen at a short distance from them are well known in specialist circles. Similarly measures are known to arrange the electrodes so that a flashover or may not occur ₀ punch. Any design suitable for preventing such discharges can of course be used.

Vorteilhaft ist es, ein magnetisches Feld zum Steigern der Ionisationswahrscheinlichkeit zu verwenden, um ein Sprühen bei Niederdrücken zu ermöglichen. Bei solchen Niederdrücken ist die mittlere freie rt'eglänge des Gases größer, so daß das Ma;3 des Materialniedorschlags nicht durch Diffusion begrenzt ist und größere Niederschlagsraten erreichbar sind.It is advantageous to use a magnetic field to increase the probability of ionization, to enable spraying at depressions. With such depressions, the The mean free length of the gas is greater, so that the amount of material deposition does not penetrate Diffusion is limited and greater precipitation rates are achievable.

Natürlich kann die das rferkstück tragende Einheit;Of course, the unit carrying the heart piece;

109886/1414 ^B*D109886/1414 ^B * D

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- ίο -- ίο -

8 drehbar oberhalb der Auffangkörper 7 angeordnet sein, und es können gleichzeitig mehrere „erkstücke daran gelagert sein, von denen jedes während der Drehung auf seiner Oberfläche einen iü.ederschla_CT in Form eines dünnen Films erhält. ^.uch können die beiden Auffanakörper 7 durch einen einzigen, die Elektroden 3 und 4 überbrückenden Körper ersetzt werden, oder es können zwei Körper unterschiedlichen materials verwendet werden·8 can be arranged rotatably above the collecting body 7, and several “pieces” can be mounted on it at the same time, each of which _{receives a cover CT} in the form of a thin film during the rotation on its surface. The two catching bodies 7 can also be replaced by a single body bridging the electrodes 3 and 4, or two bodies of different materials can be used.

Durch Anlagen der Radiofrequenz an die Elektroden verringert sich das Problem von Entladungen zu den Behälterwänden erheblich, obgleich ea natürlich, wie oben erwähnt, erforderlich ist, geeignete Abschirmungen gegen solche Entladungen vorzusehen· Ferner ist zu bemerken, daß bei der beschriebenen Vorrichtung das Plasma durch die Radiofrequenzzufuhr entsteht. Eine solche symmetrische Anordnung iat datier für ein gesteuertes Sprühen besser geeignet und ergibt einen gleichmäßigeren.Film auf dem v/erkstück.By equipment of the radio frequency to the electrodes, the problem is reduced by discharge to the container walls considerably, although ea, as mentioned above, is of course necessary to provide adequate shielding for such discharges · also be noted that in the described apparatus, the plasma by the Radiofrequency feed arises. Such a symmetrical arrangement is more suitable for controlled spraying and results in a more uniform film on the piece.

Fig. 2 und 3 sind schematische Teildarstellungen abgewandelter Ausführunasformen der Vorrichtung nach Ji¹Lt;. 1. Hier iat der Hauptteil des iJlederdruckbehälters nicht dargestellt und aeine Begrenzung ist nur durch die iirundplatte 2 angedeutet, rfeiter iat in diesen 109886/UU2 and 3 are schematic partial representations of modified embodiments of the device according to Ji ¹ Lt ;. 1. The main part of the leather pressure vessel is not shown here and a limitation is only indicated by the circular plate 2, further in this 109886 / UU

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Zeichnungen in Blockform der Übertragunas- und Anpassungsstromkreis 9 (transline and matching circuit), der nicht geerdete Oscillator 10 und der Kupplungstransformator 11 dargestellte In Fig. 2 haben die Sprühelektroden 3 und 4 jede die Form einer Scheibe, während in Fig. 3 die .Elektrode 4- als Scheibe und die Elektrode 3 als diese umgebender Hing ausgebildet ist· In jedem Fall ist der Auffangkörper (target), der normalerweise aus einem Isolator besteht, entweder einstückig beide Elektroden bedeckend ausgebildet oder als jeder der Elektroden zugeordnetes Einzelstück, Fig. 3 zeigt außerdem, gestrichelt angedeutet, einen geerdeten Metallschirm 12, der zusätzlich zum Tferhindern von Erdentladungen beiträgt. Bei Verwendung eines solchen Schirms kann die Kapazität zwischen dem Schirm 12 und den Elektroden die Stabilität der Energiezufuhr sowie ihre Frequenz beeinflussen und sie in unerwünschter Weise belasten. Diese Wirkungen vermindern sich mit zunehmendem Abstand zwischen den Elektroden und dem Schirm. Außerdem sind auch die Zuführleitungen zu den Elektroden abgeschirmt, obgleich dies nicht gezeichnet ist. Die elektrisch symmetrische» Elektrodenanordnung der beschriebenen Vorrichtung verringert die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Entladungen, wie bereits erwähnt, und es ist daher möglich, den Spalt zu vergrößern, so daß dieser tatsäch. -i.lich größer ist als bei bisher verwendeten Anordnungen.Drawings in block form of the transmission and matching circuit 9 (transline and matching circuit), the ungrounded oscillator 10 and the coupling transformer 11 shown in FIG. 2 the spray electrodes 3 and 4 each have the shape a disk, while in Fig. 3 the .Elektrode 4- as a disk and the electrode 3 as this surrounding Hing is formed · In any case, the receiving body (target), which normally consists of consists of an insulator, either integrally formed covering both electrodes or as each the individual piece associated with the electrodes, FIG. 3 also shows, indicated by dashed lines, a grounded metal screen 12, which also contributes to preventing earth discharges. Using of such a screen, the capacitance between the screen 12 and the electrodes Influence the stability of the energy supply as well as its frequency and burden it in an undesirable manner. These effects diminish as the distance between the electrodes and the screen increases. In addition, the supply lines to the electrodes are also shielded, although this is not shown is. The electrically symmetrical »electrode arrangement of the device described is reduced the likelihood of discharges occurring, as already mentioned, and it is therefore possible to enlarge the gap so that this actually. -i.lich is larger than in previously used arrangements.

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Auch andere Stellungen der Teile zueinander können verwendet werden, um Erdentladungen zu vermeiden.Other positions of the parts in relation to one another can also be used in order to avoid earth discharges.

Während das Verfahren nach der Erfindung in erster Linie für das Sprühen von Isolatoren geeignet ist, kann es auch mit Vorteil zur Herstellung von Cermets oder dünnen Filmwiderständen verwendet werden. Bisher war es schwierig, dünne Filmwiderstände von hohem Widerstand herzustellen, weil für hohe Widerstandswerte der Film eine unerwünschte geringe Dicke erfordert. Während der Auffangkörper Beispiels weise einen Isolator mit Metallstreifen über seiner freiliegenden Oberfläche aufweist, kann nun ein Leiter/lsolator-Film gesprüht werden, der die Herstellung dünner Filmwiderstände in der Größenordnung von Megohms gestattet.While the method according to the invention is primarily suitable for spraying insulators, it can also be used to advantage in the manufacture of cermets or thin film resistors. Until now It was difficult to make thin film resistors of high resistance because of high resistance values the film requires an undesirably small thickness. While the catching body, for example has an insulator with metal strips over its exposed surface can now be a Conductor / insulator film to be sprayed on the manufacture thin film resistors on the order of megohms.

Eine weitere vorteilhafte Anwendungemöglichkeit der Erfindung ist das Gebiet des Sprühens mit Vorspannung (bias spidering)· Dies ist eine bekannte Technik bei Gleichstrom-Sprühanordnungen, wenn das Werkstück eine kleine negative Spannung erhält, um ein geringes Ionen-Bombardement und Sprühen des Films bei seinem Ablagern auf dem Werkstück zu bewirken. Falls ein Isoliermaterial auf ein Isolierwerkstück gesprüht wird, sind bekannte mit Gleich-109886/UU Another advantageous possible application of the invention is in the field of spraying with Bias spidering · This is a well known one Technique in DC spray assemblies when the workpiece receives a small negative voltage, to cause low ion bombardment and spraying of the film as it is deposited on the workpiece. If an insulating material is sprayed onto an insulating work piece, they are known with Gleich-109886 / UU

stromvorspannung arbeitende Sprühverfahren nicht zulässig wegen der eingangs dieser Beschreibung dargelegten Gründe. Dagegen ist die Erfindung auch für solche lalle anwendbar, derart, daß ein Elektrodenpaar hinter dem Werkstück vorgesehen und eine Hadiofrequenzspannung an dieses Paar angelegt wird, Natürlich muß hierbei die Radiofrequenzquelle von viel geringerer Energie sein als diejenige, die für die Hauptsprühelektrode verwendet wird, damit das Vorspannungssprühen nicht zu stark wird. Sin geeignetes Energieverhältnis zwischen dem Haupt- und Zusaiz- bzw. Vorspannungssprühsystem ist etwa 10:1. Trotzdem genügt die Energie des Vorspannungssystems dafür, daß das Sprühen sich fortsetzt, während das Hauptsystem abgeschaltet ist. Das liegt daran, weil der Bereich des Werkstücks sich noch in ionisiftrtem Zustand befindet und die an den Werkstüokelektroden liegende Badiofrequenzquelle genügt, um ein örtliches Plasma in diesem Bereich aufrechtzuerhalten.Spraying processes that use current bias are not permitted because of the reasons stated at the beginning of this description. In contrast, the invention is also for such lall applicable, such that a pair of electrodes provided behind the workpiece and a radio frequency voltage is applied to this pair, Of course, this must include the radio frequency source of a lot lower energy than that used for the main spray electrode to allow the bias spray doesn't get too strong. Sin a suitable energy ratio between the main and additional or pretension spray system is approximately 10: 1. Nevertheless, the energy of the pre-tensioning system is sufficient for that spraying continues while the main system is off. That's because of the area the workpiece is still in an ionized state and the radio frequency source connected to the workpiece electrodes is sufficient to maintain a local plasma in this area.

. 4, 5 und 6 der Zeichnung zeigen drei Anordnungen für Vorspannungssprühen, welche den drei vorher beschriebenen Anordnungen nach Fig. 1, 2 und 3 entsprechen, d.h. aie sind mit D-förmigen, scheibenförmigen und konzentrischen Elektroden ausgebildet. Bei jeder der drei Anordnungen nach Fig. 4-6 sind die Vorspannungssprühelektroden mit 3', 4¹ bezeichnet und bilden einen Teil des Werkstückhalters, an dem. 4, 5 and 6 of the drawings show three arrangements for bias spraying which correspond to the three previously described arrangements of FIGS. 1, 2 and 3, that is, they are formed with D-shaped, disc-shaped and concentric electrodes. In each of the three arrangements of FIGS. 4-6, the bias spray electrodes are designated 3 ', 4 ¹ and form part of the workpiece holder on which

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das Werkstück gelagert wird. Damit die Intensität des Vorspannungssprühens geringer als die des Hauptsprühens ist, sind die Vorspannungselektroden 3¹, 4¹ als Anzapfungen an die Sekundärspule des Transformators 11 gelegt und erhalten somit eine geringere ßadio-f requenzspannung·the workpiece is stored. So that the intensity of the bias spray is lower than that of the main ^{spray, the bias electrodes 3 1} , 4 ^{1 are} tapped on the secondary coil of the transformer 11 and thus receive a lower radio frequency voltage.

Außerdem kann vorteilhaft die gleiche Energiequelle sowohl für das Hauptsprühen als auch für das Vorspannungssprühen verwendet werden» Dies ist mit einem einzigen Paar gegenüberliegender, koaxialer, vorzugsweise kreisförmiger, Elektroden erreichbar, von denen eine das Auffangmaterial trägt, während die andere das Werkstück lagert oder hinter diesem angeordnet ist. Indem die das Auffangmaterial tragende Elektrode kleineren Durchmesser erhält als die das Werkstück lagernde,und durch Anlegen einer Radio-Frequenzspannung an diese Elektroden wird das Auffangmaterial sehr viel intensiver pesprüht als das . Werkstück, weil die Stromdichte an der kleineren Elektrode wesentlich HJher ist. So wird, obgleich die Energie nicht zum wirksamen Sprühen des Auffangmaterials über beide Halbperioden dient, die gleiche Energiequelle zugleich für das Vorspannungs sprühen verwendet. Dieses System ist besonders einfach und wie ersichtlich, ist es auf diese Weise=In addition, the same energy source can advantageously be used for both main spraying and for Bias spray can be used »This is with A single pair of opposing, coaxial, preferably circular, electrodes can be reached, one of which carries the collecting material, while the other supports the workpiece or behind it is arranged. In that the electrode carrying the collecting material has a smaller diameter than which supports the workpiece and is made by applying a radio frequency voltage to these electrodes the collecting material is sprayed much more intensely than . Workpiece because the current density at the smaller electrode is significantly higher. So will although the energy is not used to effectively spray the trapping material over both half-periods, the same energy source is used at the same time for the bias spray. This system is special simply and as can be seen, it is this way =

möglich, eine Sprühvorrichtung für Isoliermaterialien 109886/1414 possible, a spray device for insulating materials 109886/1414

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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vorzusehen, mittels deren ein gesteuerter und "sauberer" Film auf dem Werkstück erhältlich ist.provide by means of which a controlled and "clean" film on the workpiece can be obtained.

In allen vorbeschriebenen Anordnungen wird die Entladung durch die an den Elektroden gelegte Radiofrequenzspannung erzeugt und aufrechterhalten, natürlich kann jedoch auch ein Anode/Kathode-System für die Entladung verwendet werden oder es können stattdessen Einrichtungen zum Einleiten der Entladung vorgesehen werden, die dann durch die an den Elektroden liegende iiadiofrequenzspannung während des Betriebs lediglich aufrechterhalten wird. Die Radiofrequenz kann im Bereich von 10 Kilohertz bis 100 Megahertz liegen mit einer Spannungsquelle, die eine Arbeitsspannung von 500 Volt bis 5 Kilovolt liefert.In all of the arrangements described above, the discharge generated and maintained by the radio frequency voltage applied to the electrodes, of course however, an anode / cathode system can also be used for the discharge or devices can be used instead be provided for initiating the discharge, which is then carried out by the one lying on the electrodes ii radio frequency voltage is merely maintained during operation. The radio frequency can be in the range from 10 kilohertz to 100 megahertz lie with a voltage source that has a working voltage of 500 volts supplies up to 5 kilovolts.

- Ansprüche -- Expectations -

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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Claims

T690684 claims

1. Spray method, wherein a material to be sprayed is assigned to an electrode to which one Eadio or high frequency voltage is applied, and wherein the material is exposed to the region of a glow discharge, characterized in that that on two ungrounded electrodes, of which at least one is used as the main spray electrode for the material is assigned, a high frequency voltage is applied will.

2. The method according to AnsDruch 1, characterized in that that an insulator is used as the material to be sprayed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that both electrodes are used as the main spray electrodes assigned to the material to be sprayed.

4. The method according to claim 2, characterized in that a Yferkstück two under electrical bias standing spray electrodes are assigned and that a second high-frequency voltage is applied to these electrodes is applied, which is electrically connected to the first high frequency voltage.

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BAU ORIGINALCONSTRUCTION ORIGINAL

5. Spray device for performing the method according to one of the preceding claims with an evacuable chamber, a device for generating a glow discharge, a voltage source for radio "or high frequency and a high-frequency electrode associated with the material to be sprayed, characterized in that two non-grounded high-frequency electrodes (3, 4 or 3 ', 4- ¹ ) are provided to which a first high-frequency voltage can be applied

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that both electrodes (3, 4) the material (7) associated with Hauptsprühelekiaoden are _e

7. Apparatus according to claim 6 or 7> characterized in that that the material to be sprayed (7) is an insulator.

8. Device according to one of claims 5-7 »characterized in that the electrodes (3, 4 or 3 '» 4') are provided with a shield (12) against earth discharges.

9. Device according to one of claims 5-8, characterized in that two pre-tensioned spray electrodes (3J4 ¹ ) assigned to a workpiece are provided, to which a second high-frequency voltage source can be applied which is electrical

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JtJt

is adapted to the first high frequency voltage source.

10. The device according to claim 9, characterized in that that the second high frequency voltage source as Tapping of the first high-frequency voltage source (10,11) is formed.

11. Device according to one of claims 5-10, characterized in that all electrodes (3 »4, 3 ', 4 ¹ ) have the same size and shape.

12. Device according to one of claims 5-11 »characterized in that the main spray electrodes (3 »4) D-shaped and arranged in the same plane are.

13. Device according to one of claims 5-11, characterized in that the two main spray electrodes (3, 4) are in the form of round disks and are arranged in the same plane.

14. Device according to one of claims 5-11, characterized in that the two main spray electrodes (3, 4) concentrically in the form of a disc (4) and a ring (3) surrounding it are arranged

109886/UU Anspruch 15109886 / UU claim 15

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15β device according to any one of claims 5-14, characterized characterized in that the means for generating a glow discharge use the two electrodes (3,4) and the high frequency voltage source.

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