DE1817014B2 - Verfahren zum spruehniederschlagen von material von einem target zur bildung eines legierten niederschlages auf einem substrat - Google Patents

Description

,. _ _νοη Targetmaterial innerhalb der Aushoh- ^iederschiag ^ _{Diese Verfabre}nsweise ist von

ung ^aufge„; vorteil beim Niederlagen von erhöhten jesonderem _anderen Vorsprüngen auf einem

reilstucken _ß ^. ^ _Hersten_{ung VO}n genuteten

Substrat, wi · _{h ierten Lager}s angewandt wird. ^Tei^le"SSSef sind Ausführungsbeispiele der Erfin^lm S der Zeichnungen näher erläutert, und zwar dung anhana aci^

zeigt bzw. ^zei|_jlweise geschnittener Seitenansicht eine

^Fi-^ghn,il«forni eines aerodynamischen gasge-Ausfuhrungsio ,_{cheszwei Druc}kplatten aufweist,

^SCe^hmunt^rerAnwendung _{des beschrieb}enen Verfahrens

^hergeät?^_ne Draufsicht auf eine der beiden Druckplat- Λ uiers nach F i g. 1, wobei der Schnitt der F i g. 1 ''"η Her Linie 1-1 in F ig. 2 verläuft, d,e nach der unie ^ ^ Schnittdarstellung bzw. e.ne

_A «Inansicht einer Vorrichtung, die bei dem beschrie-

^AUÖ verfahren verwendet wird, während d.e

'"ρ·" 5 bis 8 aufeinanderfolgende Stufen des Sprüh-

f hrens wiedergeben, welches unter Verwendung Γ Vorrichtung de" F i g. 3 und 4 durchgeführt wird. ^den nFiel dargestellte Ausführungsform eines

α !mischen Lagers weist zwei runde Platten 1 und ^är° Γη> einander gegenüberliegende Lagerflächen 3 ² _h7 ^a _w ^Uf4hab η Die Oberfläche 3 der Platte 11st mit einer bzw. 4 !»Den _{von lo thmlschem}

c ^Usier veSehen d"e sich von der Kante der Platte Seine minleren Nabe 6 erstrecken, während die rfläche 4 der Platte 2 eben ist. E.ne Relativdrehung η den Platten 1 und 2 in einem solchen Sinne, _Lut> nach innen entlang den Nuten 5 eingezogen I erzeugt einen Druck, der die zw.schen den Platten 1 «na 2 ausgeübte Axialbelastung ausgleicht. Da dieser Auslieh mit einem Abstand von nur wenigen zehn

t ^g nLln eines Zolls zwischen den Platten 1 und 2 Tausendsten ernes /.o ^ ^ _{Oberflächen 3}

undfbsTntrSlb eines Lichtbandes (d. h.bis innerhalb "Sn Mikrozoll) optisch flach bzw. eben sind. Die Oberflächen 3 und 4 müssen zusätzlich widerstandsfähig ?ein LeSn Abnutzung und andere Beschädigung, die ^ga?s ihrem gegenseitigen Kontakt, wenn d.e ι 2 bzw der Kreiselrotor, für den sie ' verwendet werden, stillsteht, sowie aus , Reibung bei Beginn der Rotation

Widerstandsfähigkeit gegen Abnut

10

15

20

25

das Vorsehen einer

nauen Uberiiacnencucuucn u..^ ,

einer akkuraten Nutung schwierig, die bei der Platte erforderlich ist; all diese Bedingungen werden im vorliegenden Falle jedoch leicht durch Verwendung des · Sprühaufbringes einer Schicht aus einem harten verschleißfesten Material auf die optisch ebene Seite eines Substrats erfüllt, das aus einem Material hergestellt ist, welches sich selbst für die Bearbeitung gut eignet. Bei diesem besonderen Beispiel ist das Substrat eine runde Scheibe aus einer Legierung auf Nickelhasis. wobei dieses Material, welches einen hohen Nickelgehalt hat und einen bedeutenden Anteil von Kupfer enthält, leicht bearbeitbar ist, um auf beiden Flächen einen Grad von Ebenheit zu erzeugen, der mindestens so hoch ist wie derjenige, der für die jeweilige Oberfläche 3 oder 4 erforderlich ist. Das verwendete verschleißfeste Material ist Woiiramkarbid, und eine Schicht von genau kontrollierbarer Dicke wird auf die eine der flachen Seiten des Substrats aufgebracht, und zwar durch das zu beschreibende Sprühaufbringen. Im Falle der Platte 1 wird diejenige Seite des Substrats, auf der die Nuten 5 erforderlich sind, während des Sprühverfahrer.s durch eine Maske abgedeckt, wobei die maskierten Flächenbereiche dadurch optisch ebent Grundflächen für die Nuten 5 innerhalb der aufgebrachten Schicht bilden. Keine Abdeckung bzw. Maskierung des Substrats ist im Falle der ebenen Platte 2 erforderlich, aber sonst ist das Verfahren des Sprühaufbringes das gleiche, wie es für die Platte 1 angewandt wird.

Das Verfahren des Sprühaufbringens der Wolframkarbidschicht wird unter Verwendung der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung durchgeführt, wobei vier Substrate gleichzeitig behandelt werden.

Das Gerät nach den F i g. 3 und 4 weist eine Anode 11 und eine Wolfram-Glühfadenkathode 12 auf, die auf der Längsachse 13 eines luftdichten Gehäuses 14 im Abstand voneinander angeordnet sind. Eine Metallplatte 15, die eine zentrale Aussparung 16 aufweist und innerhalb des Gehäuses 14 in der Nähe der Kathode 12 angeordnet ist, trägt ein Target 17, das aus Wolframkarbid-Teilchen zusammengesetzt ist, welche in einer Matrize aus Kobalt gepreßt werden. Ein Edelstahlfutter 18, welches ausgespart ist, um die einzelnen Substrate einer Charge aufzunehmen, ist gegenüber dem Target 17 auf der anderen Seite der Achse 13 angeordnet.

Die Wicklungen von zwei Ringmagneten 19 und 20 umgeben das Gehäuse 14 koaxial, und zwar in der Nähe der Platten 15 bzw. der Anode 11, und das Ganze sitzt in einem Aluminiumrahmen 21.

Der Rahmen 21 weist zwei Aluminiumendstücke 22 und 23 auf, die eine Sechseckform haben und das Gehäuse 14 in der Nähe der Magneten 19 bzw. 20 umschließen, und weist sechs Aluminiumstäbe 24 auf, welche die Endstücke 22 und 23 untereinander verbinden und jeweilige Ringwicklungen 25 tragen. Die Wicklungen 25 sind mit den durch das Aluminium-Rahmenwerk 21 gebildeten geschlossenen elektrischen Wegen induktiv gekoppelt, diese Wege erstrecken sich in Längsrichtung der Stäbe 24, um Einzelwindungs-Sekundärseiten zu bilden, die mit den Wicklungen 25 gekoppelt sind und dazu dienen, ein Magnetfeld vorzusehen, das quer und im wesentlichen senkrecht zum Elektronenstrahlweg entlang der Achse 13 wirkt.

Bevor die Sprühvorrichtung verwendet wird, werden ihre Einzelteile zusammen mit den Trägersubstanzen ;> bzw. Unterlagen, auf denen der Niederschlag stattfinden soll, alle gründlich gereinigt. Der Reinigungsprozeß besteht zunächst aus den drei aufeinanderfolgenden Schritten des Ultraschall-Remigens in einer Lösung eines flüssigen Reinigungsmittels in deionisiertem 'Λ Wasser, Dampfreinigen in Trichloräthylen und Dampfreinigen in Isopropylalkohol. Die Substrate werden dann in das Einspannfutter 18 gegeben, und die Vorrichtung wird zusammengesetzt, wobei die optisch ebenen Seiten der Substrate, auf welchen das Nieder schlagen stattfinden soll, dem Target 17 zugewand werden. Wo genutete Platten in Form der Plane hergestellt werden sollen, werden die Substrate in de Weise in das Einspannfutter 18 eingebracht, daß di exponierten Seiten dort entsprechend maskiert sind, \vi die Nuten erforderlich sind. Alle Verfahrensschrin beim Beschicken des Einspannfutters 18 und Zusarr menbauen der Vorrichtung werden unter sorgfältige Beachtung der Regeln ausgeführt, daß keiner der Teil

•to

mit verunreinigten Werkzeugen oder freien Händen gehandhabt wird.

Als nächstes wird das Gehäuse 14 abgedichtet und auf einen Druck von 2 χ 10~⁶Torr mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) ausgepumpt. Dann wird Argongas über ein Ventil (nicht dargestellt) eingelassen, welches im Gehäuse 14 von der zur Pumpe führenden Öffnung in Abstand angeordnet ist, damit das Gas sich durch das Gehäuse 14 hindurch fortpflanzt (bei noch laufender Pumpe), um den Druck auf 3 χ 10~³ Torr zu erhöhen und eine reine Argonatmosphäre innerhalb des Gehäuses 14 zu gewährleisten. Unter diesen Bedingungen wird eine Spannung (beispielsweise von 75 Volt) zwischen der Anode 11 und Kathode 12 angelegt, die ausreicht, um einen Lichtbogen zwischen ihnen zu schlagen und den Reinigungsprozeß zu vollenden. Keine Spannung wird zwischen der Kathode 12 und dem Target 17 oder dem Einspannfutter 18 zu dieser Zeit angelegt, so daß keine ionische Beschießung stattfindet.

Am Ende des kompletten Reinigungsprozesses wird die Argonzufuhr so reduziert, daß der Druck innerhalb des Gehäuses 14 dadurch auf einen Wert zwischen 8 χ 10-⁴und5x 10-⁴ Torr abfällt. Die sechs Wicklungen 25 werden dann mit elektrischem Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hertz erregt und von einer Dreiphasenqueile gespeist, so daß die Einzelwindungs-Sekundärseiten, die durch das Aluminium-Rahmenwerk 21 gebildet werden, ein radial gerichtetes Magnetfeld erzeugen, das um die Achse 13 rotiert. Dieses rotierende Magnetfeld wird aufrechterhalten, und Gleichstrom wird jedem der Elektromagneten 19 und 20 während des gesamten Sprühvorganges zugeführt. Während des Verfahrens wird die Anode 11 auf einem positiven Potential mit Bezug auf die Kathode 12 gehalten, um auf diese Weise eine im wesentlichen zylindrische Plasmasäule aufzubauen, die sich in Längsrichtung der Achse 13 erstreckt. Das axiale Magnetfeld, das durch die Elektromagneten 19 und 20 erzeugt wird, liefert in dieser Hinsicht einen Grad von Fokussierung des durch die Kathode 2 emittierten Elektronenstrahls (der Elektromagnet 20 scheint außerdem eine Stabilisierungswirkung auf die Plasmasäule auszuüben), die Wirkung des rotierenden Magnetfeldes besteht darin, die Gleichmäßigkeit des auf den Substraten erzielten Niederschlages zu verbessern.

Anfänglich wird bei dem Verfahren keine Spannung zwischen dem Target 17 und der Kathode 12 angelegt; eine Spannung wird jedoch zwischen dem Einspannfutter 18 (und dadurch jedem der vier Substrate) und der Kathode 12 angelegt. Der Richtungssinn des Zuführens dieser letzteren Spannung ist so, daß die Substrate negativ mit Bezug auf die Kathode 12 und dementsprechend so sind, daß sie zu einer ionischen Beschießung derselben von der Plasmasäule her führen. Die Beschießung der freiliegenden Flächenbereiche der Substrate verursacht ein Versprühen des Nickellegierungsmaterials, und ein Teil dieses Materials wird auf dem Target 17 niedergeschlagen.

Von diesem Ausgangszustand her wird nunmehr eine Spannung /wischen dem Target 17 und der Kathode 12 aufgebaut. Die Spannung wird in einem solchen Richtungssinn angelegt, daß das Target 17 zur Kathode 12 negativ gemacht wird und daß dadurch der Zustand für die ionische Beschießung des Targets 17 und das Versprühen von Material von dieser hergestellt wird. Diese Spannung wird über die ersten fünfzehn Minuten des kompletten Verfahrens hinweg in Stufen erhöhl bis /H dem Wen. der anfänglich /wischen den Substraten und der Kathode 12 zur Anwendung kommt. In dem Maße, wie diese Erhöhung der Spannung fortschreitet, wird die Spannung zwischen den Substraten und der Kathode 12 in Stufen vermindert, um am Ende der '■> Fünfzehnminutenperiode Null zu erreichen. Da die Targetspannung erhöht und die Substratspannung vermindert wird, nimmt die Sprührate des Materials vom Target her allmählich von Null zu und diejenige von den Substraten her nach Null ab. Auf diese Weise ίο findet ein differentialer Vorgang von gleichzeitigem Versprühen statt, wobei das Material von den Substraten her auf dem Target 17 und das Material vom Target 17 auf den Substraten niedergeschlagen wird und hierbei die Niederschlagsrate auf den Substraten allmählich bis zu einem Maximum über die Fünfzehnminutenperiode hinweg zunimmt. Das Niederschlagen auf den Substraten wird vom Ende der Fünfzehminutenperiode bei dieser Maximalrate fortgesetzt, bis die erwünschte Dicke des Niederschlags erzielt worden ist, 2i) aber es findet kein weiterer Niederschlag auf dem Target 17 statt.

Die Fig.5 bis 8 veranschaulichen die Wirkung des differentialen Sprühverfahrens. Sie zeigen schematisch die Bedingungen, die bei einem Teil der optisch ebenen 2=> Seite 30 eines Substrats 31 aus Nickellegierung während aufeinanderfolgender Stufen des kompletten Sprühverfahrens gelten. Die Darstellungen beziehen sich auf die Ausbildung einer Druckplatte, welche die Form der genuteten Platte 1 hat, und dazu ist eine Maske 32 aus vergütetem Berylliumkupfer dargestellt, die fest auf die Seite 30 geklemmt ist, so daß diese Seite nur teilweise zum Target 17 hin freiliegt.

Fig.5 zeigt den Zustand, der etwa 3 Minuten nach

Beginn der Fünfzehnminutenperiode vorherrscht. Material des Substrats 31 wird immer noch durch starke ionische Beschießung der unmaskierten Fläche der Oberfläche 30 entfernt, wobei eine Aushöhlung 33 übrigbleibt. Die ionische Beschießung des Targets 17 ist bis zu diesem Zeitpunkt zu schwach, um irgendeine bedeutende Wirkung auf das Substrat 31 zu haben.

Nach fünf Minuten vom Beginn der Fünfzehnminutenperiode an ist die ionische Beschießung des Targets 17 bis zu einem solchen Ausmaß verstärkt worden, daß. wie durch F i g. 6 veranschaulicht, ein geringer Grad von Niederschlag des Materials vom Target 17 her innerhalb der Aushöhlung 33 vorhanden ist. Ein Teil des Nickellegierungs-Materials, welches früher auf dem Target 17 von den Substraten 31 her niedergeschlagen wurde, wird mit dem Wolframkarbidmaterial vom •>o Target 17 her in diesem Niederschlag zurückgebracht Die ionische Beschießung des Substrats 31 mit nachfolgender Entfernung von Material aus diesem hüll an, aber mit einer reduzierten Rate, und dei Gesamteffekt besteht darin, das Einführen von Wolf :>^r> ramkarbidmaterial 34 in geringer Konzentration unc mit der Legierung auf Nickelbasis legiert am Boden dci immer noch wachsenden Aushöhlung 33 herbeizufüh ren.

Das Anwachsen der Aushöhlung 33 läßt etwa zein

wi Minuten vom Beginn der Fünfzehnminutenperiode ai nach. Wie durch F i g. 7 veranschaulich!, übersehreiie die Niederschlagsrate des Materials vom Target 17 he nachfolgend die Rate der Wegnahme von Material hu dem Substrat 31. Ks ergibt sich folglich ein allgemeine

i>'- Aufbau vun kombiniertem Target- und Substriitnuiterk innerhalb der Aushöhlung 33, wobei die Koii/.entiiitio des Wulframkarbidmaterials 34 in der .sieh ergebende Legierung allmählich mit der /eil /unimiut. und /war i

.lern Maße, wie die ionische Beschießung des Targets 17 /unimmi und diejenige lies Substrats M luieh Null hin abnimmt.

Sehließlieh liißt am T.nde der Tüufzehnminutenpeno de die ionische Beschießung des Substrats il nach, und von diesem Punkt an ist das aiii dem Substrat 31 niedergeschlagene Material nur hock des Wollramkar bidmutcritil 14 des Targels 17, wie durch l· ι g. 8 veranschaulicht. Da der eigentliche Aulbau des Materials in tier Aushöhlung 33 nur etwa fünf Minuten vor dem T'nde der T'ünfzehnminuienpenode beginnt, liegt der Pegel 15 des Niederschlags am t'.iule tier Periode immer noch etwa fünf Mikro/oll unterhalb der Hache .10, und gerade von diesem Pegel 35 an schreitet das schlichte Aufbringen ties Targeimatei ials fort. Das Niederschlagen von Material vom Target 17 her halt an, bis tue erforderliche Belagdicke oberhalb tier Flache 30 er/ielt ist.

Das Target 17 set/i sich zusammen aus Wolframkarbidleilehen, die in einer Koba'itmatrize geprellt sind, und wenn auch nur 3% des (Sesamtgewichtes auf Kobalt entfallen, ist festgestellt worden, daß das Material, welches anfänglich auf dem Substrat .31 vom Target 17 her niedergeschlagen wird, einen höheren Koballgehalt hat. Wenn jedoch tlas Niederschlagen fortgesetzt wird, ergibt sich eine Reduzierung im Kobaltgehalt aiii unterhalb S (iewichtspro/.eni, und der endgültige Belag tendiert zu einem Wolframkarbidgehalt hin, tier größer (47 (iewichtsprozent) als derjenige ties Targets 17 isi.

Eine genaue Kontrolle tier Belagdieke wird einfach durch Einregeln der /.eil erzielt, über welche hinweg das Versprühen fortgesetzt wird. Ist die gewünschte Dicke erreicht worden, dann werden the tier Vorrichtung /!!geführten Spannungen abgeschaltet, und es wird dem (ianzen tue Möglichkeit gegeben, sich abzukühlen. Das (iehause 14 wird geöffnet, wenn alles kiiu ist, und die überzogenen Substrate (bei abgenommenen Masken, soweit vorhanden) werden dann vom Einspannlutter 18 abgenommen. Nach dem Polieren sind sie tür den (iebrauch fertig.

Das Polieren wird deshalb angew .null, um geringlügige Oberflachenimperfektionen zu beseitigen, die unter bestimmten Umstünden durch epitaxiale Dentlritw aehstiimer verursacht werden, und besteht dann, daß this überzogene Substrat mit hoher (jeschwintligkeit in Berührung mit einem weichen 'Tuch rotiert wird, tlas mit einer sehr feinen Diamantverbindung imprägniert ist. Die endgültige Torrn ties Erzeugnisses steht in ausreichend genauer Beziehung zu der ties bearbeiteten Substrats und tier Penode ties Aufbringens, um jede Notwendigkeit für eine Bearbeitung zu umgehen. Die I orni tier Nnlung in den Platten, die nach Turm der Platte I hergestellt werden, wird genau durch tlas Maskieren allein bestimmt: die Nuten 5 haben gut definierte Seilenwande sowie optisch ebene llrtindlläclien, die durch die voi bearbeitete Hache des Substrats gebildet werden.

Der Umstand, u.il.l der Wolframkai buliibcivug sich Ins unterhalb der Oberfläche des Substrats bei Abstufung der Konzentration dieses Materials nut der I icle erstreckt, ist beim Vorsehen eines »VerkeiUings« r.Hekles von Vorteil. Eine solche Verkeilung ist besonders vorteilhaft, wenn, wie bei der Platte I, der Überzug bzw. Belag in schmale Vorsprünge aus der Oberfläche ties Substrats heraus unterteilt wird. Zusätzlich dazu tendiert tier aufgesprühte Belag dazu, weniger porös zu sein als auf andere Weise gebildete Belage, und tlas anlangliehe Sprühen \iini Substrat her stellt sicher, dall die Oberfläche, auf welcher der Niederschlag ties Belages hergestellt wird, völlig sauber und naszierend ist. Diese Wirkungen haben tlas Bestreben, den Belag mechanisch fester zu machen, insbesondere bei Scherbelasiung, im Vergleich zu Belagen, die unmittelbar auf eine Substratfläehe aufgelegt werden.

Die überzogene Oberllache eines jeden fertiggestellten Erzeugnisses tendier! dazu, leicht konvex zu sein. Dies ist angenommcnermaßen auf die ionische Beschießung zurückzuführen, die jedem Substrat zuteil wird, wobei eine solche Beschießung eine plastische Deformierung an der freigelegten Oberfläche mit sich daraus ergebendem Verziehen zur Folge hat. Dieses Wölben oiler »Krümmen« führt zu einem Vorteil im TaIIe der Druckplatten 1 und 2 und wird manchmal besonders als Konstruktionsmerkmal eingeführt, um tlas saugende Anhaften der sich gegenüberliegenden l.agerflachen zu reduzieren. Das Wölben kann teilweise korrigiert oder vollständig beseitigt werden, und zwar einfach dadurch, daß jedes Substrat innerhalb des Einspannfutiers 18 nach dem Aiifbringverlahren umgekehrt und das Verfahren auf der zweiten Hache wiederholt wird; wo tlas Wölben vollständig /ti beseitigen ist. wird tier ganze Vorgang wiederholt, sonst aber nur zum Teil, wobei die Länge der Zeit, die in Betracht kommt, vom Ausmaß tier erforderlichen Korrektur abhängt.

Das Aufbringverfahren wurde oben mit Bezug auf die I lerstellung von nur vier Erzeugnissen zu einer Zeit beschrieben, doch kann es auch leicht zur 1 lerstellung von sehr großen Aullagen, /.. 13. von neunzig solcher Erzeugnisse, angewandt werden. In dieser I liusichi kann eine Vielzahl von Targets und l'.inspannfuttern anstelle ties einzigen Targets 17 und ties einzigen Einspannfutters 18 der Vorrichtung der ΙΊ g. 3 und 4 verwendet werden, wobei Targets und Einspannfutter abwechselnd aiii' einem Kreis um die Achse 13 angeordnet werden. Außerdem kann die Anordnung so getroffen werden, daß das Aufbringen gleichzeitig oder in Aufeinanderfolge von Targets unterschiedlicher Materialien stattfindet, um Beläge aus solchen Materialien vorzusehen, die nach Wunsch geformt sind. Darüber hinaus kann ein Niederschlag auch auf anderen als ebenen !'lachen hergestellt werden; z. B. kann ein Niederschlag auf einer zylindrischen Oberfläche hergestellt werden, indem clas Substrat in diesem TaIIe rotiert wird, um alle Teilsti'icki tier Oberfläche nacheinander und wiederholt den Target wahrend des Verfahrens darzubieten.

Das beschriebene Verfahren eignet sich tür da Aufbringen von elektrisch nichtleitenden wie aucl elektrisch leitenden Materialien. T'erner kann da Anziehen der Ionen vom Plasma her mittels eine wechselnd..'!i elektrischen leides (z. B. von Kadiofre (lucil/) bewirkt werden, wobei diese Technik insbesor tiere in solchen lallen anwendbar ist, in welchen ei elektrisch nichtleitendes Material aufgebracht werde soll.

Hierzu 3 Blatt /.eichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sprühniederschlagen von Material von einem Target zur Bildung eines legierten Niederschlages auf einem Substrat, wobei außerdem ein Versprühen des Substrates gleichzeitig mit dem Versprühen des Materials vom Target stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührate des Materials vom Substrat (31) her gegenüber der Sprührate vom Target (17) her allmählich herabgesetzt wird, derart, daß der Niederschlag eine Kombination von Target- und Substratmiiiterial ist, die eine allmählich zunehmende Targetmaterialkonzentration aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag innerhalb einer Aushöhlung (33) hergestellt wird, die zunächst aus dem Substrat (31) herausgesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührate vom Substrat (31) her stufenweise vermindert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührate des Materials; vom Target (17) auf das Substrat (31) progressiv mit der Zeit in dem Maße erhöht wird, wie die Sprührate vom Substrat (31) her vermindert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührate vom Target (17) her progressiv von Null aus erhöht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührate vom Target (17) her stufenweise erhöht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis fi, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichzeitige Versprühen von Material vom Substrat (31) und vom Target (17) zu einem Zeilpunkt beendet wird, wo mehr Malerial vom Substrat (31) versprüht als auf diesem niedergeschlagen worden ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen von Material vom Target (17) her auf das Substrat (31) nach Beendigung des Versprühens von Material vom Substrat (31) her fortgesetzt wird.

io

20

Der Grad der Haftung, der zwischen dem Nieder-

t\ „η Hpm Substrat erzielt wird, ist insbesondere

H "licht wo dicke Niederschläge gebild« werden

π nid er it dort entscheidend, wo derartige dicke

SSchläge auf kleine Berührungsflächen mit dem

Substrat begrenzt sind. Ein Erfordernis fur relativ dicke

Niederschläge dieser Art, die auf kleine Flachen

Ni.derscn dg _{h B dort wo} ein genuteter

KTeTtgeSmierten Lagers durch Niedersch ag von abnutzu'ngsbeständigem Materia, hergestellt werden muß. Das Material wird niedergeschlagen um m dichtem Abstand angeordnete und schmale Erhöhungen m Substrat zu bilden, und zwar bis zu einer am Substrat zu notwendige Tiefe der

ζ™ϊ:£ä - *«***«« ;^s _h ^olche ,\^hTr

oder Vorsprünge sind beträchtlichen Scherkräften während des Hochlaufens und des Auslaufens des Tasgeschmierten Lagers ausgesetzt und so .st es wesentlich, daß diese schmalen und dicken bzw hohen Vorsprünge eine sehr hochgradige mechanische Integri-

25

30

55

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sprühniederschlagen von Material von einem Target zur Bildung eines legierten Niederschlages auf einem Substrat, wobei außerdem ein Versprühen des Substrates gleichzeitig mit dem Versprühen des Materials vom Target stattfindet.

Ein derartiges Verfahren ist aus der GB-PS 5 20 592 bekannt. Dort wird das Substrat mit Ionen beschossen, um dessen Temperatur zu erhöhen, während auf dem Substrat vorn Target her versprühtes Material niedergeschlagen wird. Die Temperatur des Substrates muß auf diese Weise erhöht werden, damit das niedergeschlagc- w ne Targetmaterial sich mit der Oberfläche des Substrates entweder durch Diffusion oder die Bildung einer Legierung vereinigen kann, und damit eine bessere Haftung zwischen dem Niederschlag und denn Substrat sichergestellt wird. ί

Es ist auch bereits bekannt, in Verbindung mit einem der Beschichtung vorangehenden Reinigungsvorgang t-ine ionische Beschießung des Substrats vorzunehmen.

Wenn aucn das bekannte Verfahren zum Spruhniederschlagen, bei dem eine Legierung durch Mischen desSerial des Substrates mit dem niedergeschlagenen Targetmaterial vorgesehen wird, das Erzielen einer Mechanischen Integrität begünstigt, so wird dadurch Koch kein ausweichender Grad von Haftung t,Si um sicherzustellen, daß ein dicker Niederschlag mit Seiner Berührungsfläche - wie es bei der Herstel- TuL von genuteten Bauteilen eines gasgeschm.erten Lagers erforderlich ist - Scherkräften ausreichend widersteht. Das Ausmaß der Leg.erungsb.ldung ,m Niederschlag ist begrenzt und kann nicht genügend gesteuert oder kontrolliert werden, um eine optimale Haftfestigkeit zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Verfahren mm Sprühniederschlagen der eingangs gen inten cin/unter Erhöhung der Haftfähigkeit den Grad der Legierungsbildung zwischen dem Substrat- und Targetmaterial zu steuern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spruhrate des Materials vom Substrat her gegenüber der Sprührate vom Target her allmählich herabgesetzt wird, derart daß der Niederschlag eine Kombination von Tarset- und Substratmaterial ist, die eine allmählich zunehmende Targetmaterialkonzentration aufweist

Dadurch ergibt sich eine Reihe von Vorteilen: Be. dem beschriebenen Verfahren wird Material vom Substrat her versprüht und es ergibt sich ein kontrolliertes bzw. gesteuertes Vermischen von Substrat- und Targetmaterial bei der B.ldung des Niederschlages auf dem Substrat. Darüber hinaus laßt s.cr durch Änderung der Sprühraten vom Target her unc vom Substrat her eine Änderung in der Konzentrator des Substratmaterials im Niederschlag erreichen. Be der mit der Zeit allmählich abnehmenden Spruhrat« vom Substrat her ergibt sich eine dosierte unc ^steuerte Zunahme der Konzentration des Targetma ferials im Niederschlag. Dementsprechend kann hie der Niederschlag mit einer kontrollierten und gcwahl ten allmählich zunehmenden Konzentration von Tar getmaterial aufgebaut werden, verbunden mit de Fr*HiinP eimer maximalen Haftung zwischen der Niederschlag und dem Basis-Substratmatenal.

Der Grad der Haftung zwischen Verfahrensschntt Niederschlag und dem Substrat wird zweckmäßigere se dadurch verbessert, daß zunächst eine Aushöhlung der Oberfläche des Substrates ausgesprüht und dann dt