DE1956761A1

DE1956761A1 - Cathode atomization device

Info

Publication number: DE1956761A1
Application number: DE19691956761
Authority: DE
Inventors: Bruch Charles Andrew
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-11-22
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: NL6917456A; CH500768A; FR2023919A1; US3594301A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung von Materialien durch Kathodenzerstäubung und insbesondere zur Herstellung von überzügen auf Fasern durch Kathodenzerstäubung. The invention relates to a device for coating materials by cathode sputtering and in particular for Manufacture of coatings on fibers by cathodic sputtering.

Es ist oft erwünscht, auf vielen Arten von Materialien einen dünnen überzug einer gewünschten Substanz aufzubringen. Besonders auf dem Gebiete der faserverstärkten Verbundstoffe ist es oft notwendig, die Fasern vor der Herstellung des faserverstärkten Verbundstoffes mit elementaren Stoffen oder Verbindungen zu überziehen. Der überzug kann beispielsweise als Diffusionshemmung zur Verhinderung der Reaktion zwischen der Faser und der Matrix des Verbundstoffes wirken oder er kann die Benetzung und Haftverbindung zwischen der Faser undIt is often desirable to apply a thin coating of a desired substance to many types of materials. Particularly In the fiber reinforced composite art, it is often necessary to pre-fabricate the fibers prior to manufacturing the fiber reinforced composite Coating composite material with elemental substances or compounds. The coating can, for example, as Diffusion inhibition acts to prevent the reaction between the fiber and the matrix of the composite or he can wetting and adhesive bond between the fiber and

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der Matrix fördern. Es ist in diesen Fällen notwendig, eine gut haftende Verbindung zwischen dem Überzug und der Faser zu gewährleisten, um eine hohe Festigkeit der Verbundstoffe zu erreichen.promote the matrix. In these cases it is necessary to ensure a well-adhering connection between the coating and the fiber ensure in order to achieve a high strength of the composites.

Im allgemeinen wird die Herstellung des Überzuges durch Kathodenzerstäubung in einer Glimmentladung als eines der besten Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf gewissen Materialien betrachtet. Als Teil dieses Überzugsverfahrens ist es allgemein erwünscht, vor der tatsächlichen Herstellung des Überzuges eine Verfahrensstufe der Reinigung durch Ioneneinwirkung vorzusehen. Obwohl die nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen im allgemeinen Anlagen zur Kathodenzerstäubung zeigen, von denen einige die Stufe der Reinigung durch Ioneneinwirkung einschließen, sind diese nicht imstande gewesen, in wirksamer Weise einen gleichförmigen Überzug auf einer bedeutenden Menge frisch durch Ioneneinwirkung gesäuberter Oberflächen von Materialien zu liefern, insbesondere in dem Falle, indem ein Fasergewebe mit Überzug versehen werden muß.In general, the production of the coating is carried out by cathodic sputtering in a glow discharge as one of the best methods of making coatings on certain materials considered. As part of this coating process, it is generally desirable to have one prior to actually making the coating Provision is made for the ionic cleaning process stage. Although the devices known from the prior art generally show systems for cathodic sputtering, from some of which include the ionic purification step, these have not been able to work effectively a uniform coating on a significant amount of freshly ionized surfaces of materials to deliver, especially in the case in which a fiber fabric must be provided with a cover.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung zu liefern, die gleichzeitig zwei Seiten eines vorgegebenen Materials mit einem Überzug versehen kann.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus for cathodic sputtering, which simultaneously provide two sides of a given material with a coating can.

Ein weiteres Ziel ist es, durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Überzügen auf Materialien durch Kathodenzerstäubung zu erhalten.Another aim is through an apparatus for continuous Manufacture of coatings on materials by cathodic sputtering to obtain.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung gelöst, die mindestens zwei Kathoden und eine dazwischen angeordnete poröse Anode aufweist. Eine Schicht des mit dem Überzug zu versehenden Materials wird auf einem Träger zwischen mindestens einer der Kathoden und der Anode angebracht. Die Seite der Materialschicht, die der benachbarten Kathode zugewandt ist, wird unmittelbar durch kathodische Atome mit dem Überzug versehen und die entgegengesetzte Seite wird durch kathodische Atome mit dem Überzug versehen,According to the invention, these objects are achieved by a device for cathode sputtering which has at least two cathodes and a porous anode disposed therebetween. A layer of the material to be coated is applied attached to a carrier between at least one of the cathodes and the anode. The side of the material layer that of the adjacent Facing the cathode is immediately provided with the coating by cathodic atoms and the opposite Side is provided with the coating by cathodic atoms,

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welche durch die poröse Anode hindurchgegangen sind. Eine weitere Schicht von Material kann zwischen der anderen Kathode und der Anode angeordnet werden. In diesem Falle wird die Seite der Schicht, die von der benachbarten Kathode abgewandt ist, durch kathodische Atome mit einem überzug versehen werden, welche durch die oben erwähnte Materialschicht und durch die poröse Anode hindurchgegangen sind. Weitere Kathoden und Anoden können in die Struktur eingefügt werden, um einen gleichmäßigen überzug dann zu gewährleisten, wenn das mit dem überzug verse-' hene Material, beispielsweise eine Fasermatte, so beschaffen ist, daß es nicht ohne weiteres den Durchtritt von kathodischen Atomen gestattet oder wenn mehr als zwei Materialschichten gleichzeitig mit überzug versehen werden sollen.which have passed through the porous anode. One another layer of material can be placed between the other cathode and the anode. In this case the page the layer facing away from the adjacent cathode is provided with a coating by cathodic atoms, which have passed through the above-mentioned material layer and through the porous anode. More cathodes and anodes can be inserted into the structure to ensure an even coating when the coating is hene material, for example a fiber mat, is such that it does not readily allow the passage of cathodic Atoms permitted or if more than two layers of material are to be coated at the same time.

Nachstehend werden im Zusammenhang mit den Abbildungen einzelne mögliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, welche lediglich beispielhafte Ausführungsformen darstellen. Es ist dem Fachmann auf den: Gebiete der Herstellung von überzügen durch Kathodenzerstäubung ohne weiteres möglich, anhand.der durch die Erfindung gegebenen technischen Lehre weitere mögliche Ausführungsformen von Vorrichtungen zu entwickeln.Individual possible embodiments of a device according to the invention are described below in connection with the figures described which are merely exemplary embodiments represent. It is readily possible for those skilled in the following fields of the production of coatings by cathode sputtering, based on the technical teaching given by the invention to further possible embodiments of devices to develop.

Figur 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung. FIG. 1 is a side view in section of an embodiment of a device for cathode sputtering according to the invention.

Figur 1 A ist eine Ansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung zur Verwendung für die Herstellung eines Überzuges auf einer einzigen Fasermatte..Figure 1A is a view of the apparatus shown in Figure 1 for use in making a coating a single fiber mat ..

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung.Figure 2 is a perspective view of a second embodiment a device according to the invention for Cathodic sputtering.

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Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. FIG. 3 is a schematic side view of a third preferred embodiment of the device according to the invention.

Figur 4 ist eine vereinfachte Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung eingerichtet für die kontinuierliche Aufbringung eines Überzuges.Figure 4 is a simplified side view of the apparatus shown in Figure 1 set up for continuous Application of a coating.

Figur 5 ist eine vereinfachte Seitenansicht der für die kontinuierliche Aufbringung eines Überzuges eingerichteten Vorrichtung nach Figur 2.Figure 5 is a simplified side view of that for the continuous Application of a coating set up device according to Figure 2.

Die Vorrichtung nach Figur 1 besteht im wesentlichen aus einer Glasglocke 12, welche an ihrem offenen Ende dicht auf einer Grundplatte I¹I aufliegt, einer zentral angeordneten "porösen" Anode 16, einer oberen und unteren Kathode 18,20 und zwei Werkstückhaltern 22 und 24, die jeweils zwischen einer der Kathoden 18 bzw. 20 und der Anode 16 angebracht sind. Die poröse Anode 16 kann eine beliebige Anode sein, bei der ein wesentlicher Anteil der Fläche offen ist. Eine solche Anode könnte eine Gitterform besitzen, aus einem gelochten Material bestehen oder Ringform aufweisen. Die Anode 16 sollte aus einem Material bestehen, das eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt, wie beispielsweise Aluminium, Stahl oder Kupfer. Die Anode 16 wird durch einen Anodenhalter 26 mit der Grundplatte 14 verbunden und die Grundplatte I¹J ist ihrerseits an Masse angeschlossen.The apparatus of Figure 1 consists essentially of a bell jar 12 which close to its open end rests on a base plate I ¹ I, a centrally disposed "porous" anode 16, an upper and lower cathode 18,20 and two workpiece holders 22 and 24 which are each attached between one of the cathodes 18 or 20 and the anode 16. The porous anode 16 can be any anode in which a substantial portion of the area is open. Such an anode could have a lattice shape, consist of a perforated material or have a ring shape. The anode 16 should be made of a material that has good electrical conductivity, such as aluminum, steel or copper. The anode 16 is connected to the base plate 14 by an anode holder 26 and the base plate I ¹ J is in turn connected to ground.

Die Kathoden 18,20 werden jeweils aus Platten des kathodisch zu zerstäubenden Materials gebildet. Die Kathoden 18,20 der Figur 1 haben eine ebene Form; sie können jedoch eine beliebige gewünschte Gestalt aufweisen. Vorzugsweise besitzt jede der Kathoden 18,20 eine Abschirmung 28,30, die benachbart zu den Teilen der Kathode angeordnet ist, welche nicht den Werkstückhaltern 22,24 zugewandt sind, um den größten Teil der Glimm-The cathodes 18, 20 are each formed from plates of the material to be cathodically atomized. The cathodes 18, 20 of the Figure 1 have a planar shape; however, they can have any desired shape. Preferably each of the Cathodes 18, 20 a shield 28, 30 which is arranged adjacent to the parts of the cathode which are not the workpiece holders 22,24 face to cover most of the glowing

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entladung auf den Bereich zwischen den beiden Kathoden zu begrenzen. Die Kathoden 18,20 werden durch elektrisch-leitfähige Halteteile 32,34 mit einem geeigneten elektrischen Netzteil verbunden. Der vertikale Teil jedes Halteteils 32,3¹I für die Kathoden wird durch elektrische isolierende Abstandhalter 40,42 in einem Abstand in den vertikalen Rohren 36,38 gehaltert. Das untere Ende jedes der beiden Rohre 36,38 ist an einer elektrisch-isolierenden Vakuumdurchführung 44,46 angebracht, welche durch die Grundplatte 14 hindurchragt. In jeder Durchführung 44,46 ist eine mittlere Bohrung 48,50 angebracht, um die Tragteile 32,34 für die Kathode durchzuführen.to limit the discharge to the area between the two cathodes. The cathodes 18, 20 are connected to a suitable electrical power supply unit by electrically conductive holding parts 32, 34. The vertical part of each holding part 32.3 ¹ I for the cathode is supported by electrically insulating spacers 40,42 at a distance in the vertical tubes 36,38. The lower end of each of the two tubes 36, 38 is attached to an electrically insulating vacuum feed-through 44, 46 which protrudes through the base plate 14. A central bore 48.50 is made in each passage 44, 46, in order to pass through the support parts 32, 34 for the cathode.

Die Werkstückhalter 22,24, die für die Halterung der mit einem überzug zu versehenden Pasermatten 52,54 verwendet werden, sind sehr porös, so daß sie nicht mehr als einen kleinen Bruchteil der Oberfläche des mit dem überzug zu versehenden Materials bedecken und bestehen vorzugsweise aus einem feinmaschigen Drahtnetz. Die Teile 56,58 des Werkstückhalters sind an den Werkstückhaltern 22,24 befestigt, um diese zu stützen. Diese Teile 56,58 sind über Isolatoren 60,62 an der Grundplatte 14 befestigt, welche dazu dienen, diese Teile von der Grundplatte zu isolieren.The workpiece holder 22,24 for holding the with a Pasermatten 52,54 to be coated are used very porous, so that it covers no more than a small fraction of the surface area of the material to be coated cover and preferably consist of a fine-meshed wire mesh. The parts 56,58 of the workpiece holder are to the Workpiece holders 22,24 attached to support them. These parts 56, 58 are on the base plate 14 via insulators 60, 62 attached, which serve to isolate these parts from the base plate.

Die Grundplatte 14 hat eine große Bohrung 64, welche es er- . möglicht, das Innere der Glasglocke mit einer geeigneten Vor- ( richtung zur Aufrechterhaltung eines erwünschten Vakuums, beispielsweise einer Vakuumpumpe, zu verbinden. Ebenso führt eine kleine Bohrung 66 durch die Grundplatte 14, welche als Einlaß für das in der Glasglocke 12 verwendete Gas dient.The base plate 14 has a large bore 64 which it is. enables the interior of the bell jar with a suitable forward (direction to maintain a desired vacuum, for example a vacuum pump, to connect. Likewise, a small hole 66 through the base plate 14, which serves as an inlet for the used in the bell jar 12 gas.

Um eine richtige Haftverbindung zwischen dem Überzugsmaterial und einer Unterlage, in diesem Falle den Pasern der Pasermatte, zu erhalten, ist es im allgemeinen wünschenswert eine Vielzahl von Reinigungsstufen vor der Durchführung des Kathodenzerstäubungsverfahrens einzuschalten. Bevor die Fasermatten in die Zerstäubungskammer eingeführt werden, können sie mit solchen Verfahren, wie Waschen in organischen Lösungsmitteln, Vakuumheizbehandlung oder irgendeinem der in der Technik bekannten In order to obtain a proper adhesive bond between the coating material and a base, in this case the fibers of the fiber mat, it is generally desirable to include a number of cleaning stages before the cathodic sputtering process is carried out. Before the fiber mats are introduced into the atomization chamber, they can be heated by such methods as washing in organic solvents, vacuum heating treatment or any of those known in the art

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-6-Reinigungsverfahren gereinigt werden.-6 cleaning procedure.

Der zweite Reinigungsschritt erfolgt, nachdem die Pasermatten in die Zerstäubungskammer eingeführt wurden. Diese Art Reinigung ist als Reinigung durch Ioneneinwirkung bekannt. Sie wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß der Gasdruck geregelt wird, bei dem die Glimmentladung im Innern der Kammer aufrechterhalten wird. Für diese Verfahrensstufe können viele Arten von Gasen verwendet werden; ein Inertgas wie Argon oder Krypton wird jedoch bevorzugt.The second cleaning step takes place after the fiber mats have been introduced into the atomization chamber. That kind of cleaning is known as ionic cleaning. It is mainly achieved by regulating the gas pressure, in which the glow discharge is maintained inside the chamber. Many types of Gases are used; however, an inert gas such as argon or krypton is preferred.

Der Druck in der Glasglocke 12 wird auf einem sehr niedrigen Wert in dem Druckbereich von 1 bis 10 Mikron gehalten, so daß in der Nähe der Kathoden 18 und 20 der als Crooke'scher oder Kathodendunkelraum bekannte Dunkelraum vorhanden ist und sich auf die Anode 16 zu erstreckt. Je geringer der Druck ist, um so größer ist die Dicke des Dunkelraums, so daß bei Drücken in dem oben genannten Bereich sich der Dunkelraum um eine beträchtliche Entfernung auf die Anode zu erstreckt und den Raum einschließt, indem die Pasermatten 52,5¹J angeordnet sind. Die Ionenreinigung wird in dem Dunkelraum bewirkt, da dies ein Bereich ist, in dem durch Zusammenstöße mit Elektronen aus der Kathode gebildete Gasionen auf die Kathode hin beschleunigt werden und unmittelbar vor Erreichen der Kathode das Maximum der Energie erlangen. Die hauptsächliche Methode der Oberflächenreinigung, wie sie durch diese Ionen erzielt wird, beinhaltet billardkugelähnliche Zusammenstöße, in denen die Ionen auf die Oberflächenatome mit einer Energie auftreffen, die ausreicht, um diese Atome in das Gas hinein abzulösen. Die Ionenreinigung wird auch bewirkt durch einfache Verdampfung infolge der Erhitzung der Unterlage (Fasern) durch das Ionen- j bombardement.The pressure in the bell jar 12 is kept at a very low value in the pressure range of 1 to 10 microns so that the dark room known as Crooke's or cathode dark room is present in the vicinity of the cathodes 18 and 20 and towards the anode 16 extends. The lower the pressure is, the greater the thickness of the dark space so that the dark space at a considerable distance to extend at pressures in the range mentioned above to the anode and encloses the space by the Pasermatten arranged 52.5 ¹ J are. The ion cleaning is effected in the dark room, since this is an area in which gas ions formed by collisions with electrons from the cathode are accelerated towards the cathode and attain the maximum energy immediately before reaching the cathode. The main method of surface cleaning achieved by these ions involves billiard ball-like collisions in which the ions strike the surface atoms with an energy sufficient to detach them into the gas. The ion cleaning is also effected by simple evaporation due to heating of the support (fibers) by the ion bombardment j.

In der Anlage nach Figur 1 werden die beiden Pasermatten 52,5*4 gleichzeitig gereinigt. Die der Anode 16 am nächsten liegenden Seiten der Fasermatten erhalten den vorwiegenden Anteil des Ionenbombardements und die den Kathoden 18,20 zunächst gelegenen Seiten erhalten den überwiegenden Anteil des BombardementsIn the system according to FIG. 1, the two fiber mats 52.5 * 4 cleaned at the same time. The sides of the fiber mats closest to the anode 16 receive the predominant portion of the Ion bombardment and the sides closest to the cathodes 18, 20 receive the greater part of the bombardment

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durch die Gasatome, welche durch Zusammenstoß mit den Kathoden 18,20 entionisiert worden sind und anschließend in das Gas zurückgeworfen worden sind. Die Fasern in den Matten 52,5¹J sind im allgemeinen klein genug, so daß die durch Ionen- und Atombombardement erzeugte Wärme gleichmäßig durch die ganze Paser verteilt wird, so daß die Wärmereinigung (durch Verdampfung) auf beiden Seiten gleichmäßig geschieht. Auf diese Weise werden die Fasermatten 52,5¹J gleichmäßig und wirksam gereinigt.by the gas atoms which have been deionized by colliding with the cathodes 18, 20 and then thrown back into the gas. The fibers in the mats 52.5 J ¹ are generally small enough so that the heat generated by ion bombardment and atom is distributed evenly throughout the Paser, so that the heat cleaning takes place uniformly (by evaporation) on both sides. In this way, the fiber mats 52.5 ¹ J are cleaned evenly and effectively.

Für das Uberzugsverfahren durch Kathodenzerstäubung wird der Gasdruck in der Glasglocke 12 auf den Druckbereich zwischen 20 bis 100 Mikron erhöht und das Elektrodenpotential wird geändert, um optimale Verhältnisse zu erhalten. Bei dieser Er- ™ höhung des Druckes verkleinert sich der Dunkelraum bis zu dem Punkt, wo er nicht mehr erkennbar ist und das Abstäuben von Atomen aus den Kathoden 18,20 verläuft mit viel höheren Geschwindigkeiten. Die Oberflächenatome j welche bei Zusammenstößen mit den Gasionen eine ausreichende Energie erhalten, treten in das Gas ein und diffundieren radial nach außen. Viele von ihnen stoßen mit den den Quellenkathoden 18,20 am nächsten liegenden Fasern zusammen und haften an ihnen und bilden dadurch einen überzug auf diesen. Einige treffen die Fasern nicht und gehen weiter zur Anode l6. Andere werden infolge der Zusammenstöße mit Elektronen, Gasatomen und Gasionen ionisiert. Die poröse Anode l6 wirkt in zweifacher Weise auf diese zer- * stäubten Atome und abgestäubten Atomionen ein. Erstens wird infolge der Polarität der Anode 16 jedes abgestäubte Atomion durch seine Ladung auf die Fasern und Kathoden zurückgestoßen. Zweitens wird den meisten abgestäubten Atomen, die die Anode erreichen, da diese einen beträchtlichen Teil offenen Raumes aufweist, gestattet, durch die Anode hindurch auf die Fasern auf der anderen Seite der entgegengesetzten Fasermatte zu gehen. Dadurch wird die Anzahl der zerstäubten Atome erhöht, welche auf die Oberfläche der der Anode zugewandten Fasern auftrifft. Wegen der porösen Gestalt der Anode 16 erhält man dadurch eine Gleichförmigkeit des Überzugs der Fasermatte.For the sputtering coating process, the gas pressure in the bell jar 12 is increased to the pressure range between 20 to 100 microns and the electrode potential is changed in order to obtain optimum conditions. With this increase in pressure, the dark space is reduced to the point where it can no longer be recognized and the atomization of atoms from the cathodes 18, 20 takes place at much higher speeds. The surface atoms j, which receive sufficient energy when they collide with the gas ions, enter the gas and diffuse radially outwards. Many of them collide with the fibers lying closest to the source cathodes 18, 20 and adhere to them, thereby forming a coating on them. Some don't hit the fibers and continue to the anode 16. Others are ionized as a result of collisions with electrons, gas atoms, and gas ions. The porous anode l6 acts in two ways in this comminuted * stäubten sputtered atoms and atomic ions. First, due to the polarity of the anode 16, any sputtered atomic ion is repelled by its charge on the fibers and cathodes. Second, since it has a significant amount of open space, most of the sputtered atoms that reach the anode are allowed to pass through the anode onto the fibers on the other side of the opposite mat of fibers. This increases the number of atomized atoms that strike the surface of the fibers facing the anode. Because of the porous shape of the anode 16, the coating of the fiber mat is uniform.

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In der Figur 1 A wird das Grundgerät nach Figur 1 in seiner einfachsten Form mit einem einzigen Werkstückhalter 22 und . eine Matte 52 von mit überzug zu versehendem Material gezeigt. Die von der oberen Kathode 18 abgewandte Seite der Matte 52 wird durch kathodische Atome von der unteren Kathode 20 überzogen, welche durch die poröse Anode 16 hindurchgehen. Die einzelne Matte 52 wird unabhängig von der Dichte der Matte gleichförmig auf beiden Seiten mit überzug versehen, da ein Stück kompaktes Material ebenfalls mit überzug versehen werden könnte.In FIG. 1 A, the basic device according to FIG. 1 is shown in its simplest form with a single workpiece holder 22 and. a mat 52 of material to be coated is shown. The side of the mat 52 facing away from the upper cathode 18 is coated by cathodic atoms from the lower cathode 20 which pass through the porous anode 16. the individual mat 52 is uniformly coated on both sides regardless of the density of the mat, as one Piece of compact material could also be coated.

Die Aus führungsform nach Figur 1, welche eine Konstruktion von Kathode-Werkstückhalter-Anode-Werkstückhalter-Kathode aufweist, erlaubt nur die ausreichend gleichförmige Beschichtung von aus vielen Fasern bestehenden Matten relativ geringer Dichte, d.h. von Matten, die recht porös sind. Um die gleichmäßige Beschichtung von zwei oder mehr Fasermatten relativ hoher Dichte und von kompakten Materialien zu erhalten, kann eine zweite Ausführungsform der Erfindung nach Figur 2 verwendet werden.The embodiment of Figure 1, which is a construction of Has cathode-workpiece holder-anode-workpiece holder-cathode, allows only a sufficiently uniform coating of mats consisting of many fibers of relatively low density, i.e. from mats that are quite porous. The uniform coating of two or more fiber mats of relatively high density and to obtain compact materials, a second embodiment of the invention of Figure 2 can be used.

Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung hat den Aufbau Kathode-Anode-Werkstuckhalter-Kathode-Anode-Werkstückhalter-Kathode. Es werden drei Kathoden 68,70,72 verwendet, die oben bzw. in der Mitte bzw. unten in der Vorrichtung angeordnet sind. Die obere und die mittlere Kathode 68,70 werden durch Teile 7^,76 gehaltert, welche miteinander und in ähnlicher Weise, wie in Figur 1 beschrieben, in einem Hohlrohr 78 verbunden sind. In ähnlicher Weise wird die untere Kathode 72 durch ein Teil 80 gehaltert, dessen vertikaler Teil in einem Hohlrohr 82 angebracht ist.The device shown in FIG. 2 has the structure cathode-anode-workpiece holder-cathode-anode-workpiece holder-cathode. Three cathodes 68, 70, 72 are used, which are arranged at the top, in the middle and at the bottom of the device. The upper and the middle cathode 68,70 are held by parts 7 ^, 76, which are connected to one another and in a manner similar to that described in FIG. 1 in a hollow tube 78. In Similarly, the lower cathode 72 is supported by a part 80, the vertical part of which is mounted in a hollow tube 82 is.

Die beiden Anoden 84 bzw. 86 sind zwischen den oberen bzw. mittleren Kathoden 68 bzw. 70 angeordnet. Die porösen Anoden 84,86 sind ähnlich wie die oben beschriebenen über ihre Halteteile 88,90 mit der Grundplatte 92 der Anlage verbunden, welche ihrerseits elektrisch geerdet ist.The two anodes 84 and 86 are between the upper and central cathodes 68 and 70, respectively. The porous anodes 84, 86 are similar to those described above in terms of their holding parts 88.90 connected to the base plate 92 of the system, which in turn is electrically grounded.

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Die beiden Werkstückhalter 94,96 sind jeweils unmittelbar unterhalb der beiden Anoden 84,86 angeordnet. Die Werkstückhalter 94,96 sind über ihre entsprechenden Trageteile 98,100 und einen großen Reihenwiderstand mit ihren benachbarten Kathoden verbunden.The two workpiece holders 94, 96 are each arranged directly below the two anodes 84, 86. The workpiece holder 94.96 are over their corresponding support parts 98.100 and a large series resistor connected to their adjacent cathodes.

Wie in Figur 1 umgibt die Vorrichtung nach Figur 2 eine Glasglocke 102, die in geeigneter Weise dicht auf der Grundplatte 92 aufliegt. Ebenso ist in der Grundplatte 92 eine Durchbohrung 104 angeordnet, welche zur Aufrechterhaltung des gewünschten Vakuums in der Glasglocke 102, wie oben erörtert, mit einer geeigneten Vakuumpumpe verbunden wird. Zum Einlaß g eines gewünschten Gases in das Innere der Glasglocke 103 ist auch eine kleine Gaseinlaßöffnung IO6 vorgesehen.As in FIG. 1, the device according to FIG. 2 surrounds a bell jar 102, which lies tightly on the base plate 92 in a suitable manner. A through-hole 104 is also arranged in the base plate 92 and is connected to a suitable vacuum pump to maintain the desired vacuum in the bell jar 102, as discussed above. G to the inlet of a desired gas into the interior of the bell jar 103 is also a small gas inlet port is provided IO6.

Die Kathoden 68 und 70 sind vorzugsweise mit einem gemeinsamen Gleichstromnetzteil verbunden und die Kathode 72 ist mit einem nicht-gezeigten getrennten Gleichstromnetzteil verbunden.The cathodes 68 and 70 are preferably connected to a common DC power supply and the cathode 72 is connected to connected to a separate DC power supply, not shown.

Die Ausfuhrungsform nach Figur 2 arbeitet in ähnlicher Weise wie die der Figur 1 im Hinblick auf die Ionenreinigung und den Vorgang der Herstellung des Überzugs durch Kathodenzerstäubung. Die Ausnahme besteht darin, daß die mittlere Kathode 70 als gemeinsame Kathode zur Beschichtung der Seiten der Fasermatten 108,110 auf den Werkstückhaltern 94,96 verwendet ( wird, welche dieser Kathode zugewandt sind, anstatt, wie bisher, allein die durch die Matten hindurchgegangenen zerstäubten Atome zu verwenden.The embodiment according to FIG. 2 works in a similar way like that of FIG. 1 with regard to ion cleaning and the process of producing the coating by cathodic sputtering. The exception is that the central cathode 70 acts as a common cathode for coating the sides of the Fiber mats 108,110 are used on workpiece holders 94,96 (whichever one faces this cathode instead of, as before, to use only the atomized atoms that have passed through the mats.

Bei dieser Vorrichtung gehen die zerstäubten Atome von der oberen Kathode 68 durch die obere poröse Anode 84 und werden auf der oberen Seite der Fasermatte I08 abgeschieden. Die zerstäubten Atome von der Oberseite der mittleren Kathode 70 werden auf der unteren Seite der oberen Fasermatte 108 abgeschieden, um auf diese Weise einen gleichförmigen überzug dieser Matte zu erhalten. Die obere Seite der unteren Fasermatte 110 wird durch zerstäubte Atome beschichtet, die von der unteren Seite der mittleren Kathode 70 herkommen und durch die poröse AnodeIn this device, the atomized atoms go from the top one Cathode 68 through upper porous anode 84 and are deposited on top of fiber mat I08. The atomized Atoms from the top of the center cathode 70 will be deposited on the lower side of the upper fiber mat 108 so as to provide a uniform coating of this mat to obtain. The upper side of the lower fiber mat 110 is coated by atomized atoms that come from the lower side the center cathode 70 and through the porous anode

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gehen. Die untere Seite der unteren Matte 110 wird durch Abscheidung von zerstäubten Atomen aus der unteren Kathode 72 mit Überzug versehen, so daß man einen gleichförmigen Überzug der unteren Fasermatte 110 erhält.walk. The lower side of the lower mat 110 is through Deposition of sputtered atoms from the lower cathode 72 is coated so that one has a uniform coating the lower fiber mat 110 receives.

Wenn gewünscht, können eine oder mehrere der Kathoden 68,72 abgeschirmt werden, wie in Figur 1 gezeigt, so daß die von ihnen ausgehenden zerstäubten Atome ih den gewünschten Bereich konzentriert werden.If desired, one or more of the cathodes 68, 72 can be shielded as shown in Figure 1, so that the sputtered atoms emanating from them are in the desired area be concentrated.

Um die Menge des Materials zu erhöhen, welches in einer einzigen Anlage mit einem Überzug durch Anodenzerstäubung versehen werden kann, können im Rahmen der durch die Erfindung gegebenen technischen Lehre an den in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen viele Modifikationen vorgenommen werden. Durch die übereinanderreihung zusätzlicher Elemente können eine oder mehr zusätzliche Werkstückhalter zugefügt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung nach Figur 1 dadurch modifiziert werden, daß die Abschirmung 28 von der oberen Kathode 18 entfernt wird und zusätzliche Lagen von Werkstückhalter-Anode-Kathode (wenn ein weiterer Werkstückhalter erwünscht ist) oder Werkstückhalter Anode-Werkstückhalter-Kathode (wenn zwei zusätzliche Werkstückhalter erwünscht sind) eingebaut^werden. Ein Beispiel hierzu wird in der weiter unten beschriebenen Figur 3 gezeigt.To increase the amount of material that is sputter coated in a single facility can be made, many modifications can be made to the embodiments shown in Figures 1 and 2 within the scope of the technical teaching given by the invention. By placing them on top of each other additional elements, one or more additional workpiece holders can be added. For example For example, the apparatus of Figure 1 can be modified by removing the shield 28 from the upper cathode 18 and additional layers of workpiece holder-anode-cathode (if another workpiece holder is desired) or workpiece holder Anode-workpiece holder-cathode (if two additional workpiece holders are required) must be installed. An example of this is shown in Figure 3 described below.

In gleicher Weise kann die Vorrichtung nach Figur 2 dadurch modifiziert werden, daß oberhalb der obersten Kathode 68 Schichtungen von Werkstückhalter-Anode-Kathode (wenn eine zusätzliche Schicht erwünscht ist) oder von Werkstückhalter-Anode-Kathode-Werkstückhalter-Anode-Kathode (wenn zwei zusätzliche Werkstückhalter erwünscht sind) modifiziert werden. Die Vorrichtung nach Figur 1 kann ebenfalls dadurch modifiziert werden, daß eine poröse Anode von zylindrischer, kugelförmiger oder kegelförmiger Gestalt verwendet wird und ein oder mehr Werkstückhalter in eine vieleckförmige, zylindrische oder kugelförmige Anordnung angebracht werden und um die Werkstückhalter herum eine oder mehrere Kathoden in einer im wesentlichen ähnlichen Gestalt angebracht werden.In the same way, the device according to FIG modified that above the uppermost cathode 68 layers of workpiece holder-anode-cathode (if an additional Layer is desired) or from workpiece holder-anode-cathode-workpiece holder-anode-cathode (if two additional workpiece holders are desired) can be modified. The device According to Figure 1 can also be modified in that a porous anode of cylindrical, spherical or conical Shape is used and one or more workpiece holders in a polygonal, cylindrical or spherical shape Arrangement are attached and around the workpiece holder one or more cathodes in a substantially similar manner Shape to be attached.

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Pigur 3 ist eine Modifikation der Vorrichtung nach Figur 1, so daß mit einer einzigen porösen Anode 112 vier Werkstückhalter verwendet werden können. Die poröse Anode 112 ist in der Mitte angebracht und hat vorzugsweise eine rechteckige Form. Die vier Werkstückhalter H¹J sind in einer im wesentlichen rechtwinkligen Gestalt im Abstand davon angeordnet und Fasermatten 116 sind daran befestigt. Außen an jedem'Werkstückhalter 114 ist eine von vier Kathoden 118 mit ihrer jeweiligen Abschirmung 120 im Abstand angeordnet. Diese Teile werden in eine geeignet abgedichtete Glasglocke 121, wie in der Vorrichtung nach Figur 1, eingebracht. Bei dieser vereinfachten Darstellung sind die Halteteile und die elektrischen Verbindungen für jede der einzelnen Teile nicht gezeigt. Die elektrische Verbindung für jedes Teil ist die gleiche wie in Figur 1, d.h. jede Kathode 118 ist mit einem passenden Gleichstromnetzteil (nicht gezeigt) verbunden, jeder Werkstückhalter H¹J ist in Reihe mit einem sehr großen Widerstand verbunden, welche seinerseits an die Kathoden 118 angeschlossen sind und die Anode ist an Masse angeschlossen.Pigur 3 is a modification of the apparatus of Figure 1 so that four workpiece holders can be used with a single porous anode 112. The porous anode 112 is attached in the center and is preferably rectangular in shape. The four workpiece holders H ¹ J are spaced apart in a substantially rectangular shape and fiber mats 116 are attached thereto. On the outside of each workpiece holder 114, one of four cathodes 118 with their respective shielding 120 is arranged at a distance. These parts are placed in a suitably sealed bell jar 121, as in the device according to FIG. In this simplified representation, the holding parts and the electrical connections for each of the individual parts are not shown. The electrical connection for each part is the same as in Figure 1, that is, each cathode 118 (not shown) with a suitable DC power supply connected to each workpiece holder H ¹ J is connected in series with a very large resistance, which, in turn, to the cathode 118 are connected and the anode is connected to ground.

Es ist leicht ersichtlich, daß bei dieser Ausfuhrungsform, die poröse Anode 112 und vier Kathoden 118 verwendet, gleichzeitig vier Matten 116 aus Fasermaterial mit überzug versehen werden können.It is easy to see that in this embodiment, the porous anode 112 and four cathodes 118 are used, simultaneously four mats 116 made of fiber material are provided with a coating can.

Ein weiterer Weg eine relativ große Materialmenge durch Kathodenzerstäubung mit einem überzug zu versehen, besteht in der Verwendung einer Vorrichtung für ein kontinuierliches Verfahren, wie sie in den Figuren k und 5 gezeigt sind. Die Ausführungsform nach Figur 4 verwendet die in Figur 1 gezeigte Elektrodenanordnung und die Vorrichtung nach Figur 5 verwendet die Elektrodenanordnung nach Figur 2. Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen für die Herstellung von Überzügen in einem kontinuierlichen Kathodenzerstäubungsverfahren unterscheiden sich nur durch ihre Elektrodenanordnungen.Another way to provide a relatively large amount of material by sputtering with a coating, is to use a device for a continuous process, as k in the figures and 5 are shown. The embodiment according to FIG. 4 uses the electrode arrangement shown in FIG. 1 and the device according to FIG. 5 uses the electrode arrangement according to FIG. 2. The embodiments shown in FIGS. 4 and 5 for the production of coatings in a continuous cathode sputtering process differ only in their electrode arrangements.

Die Hauptteile der Ausführungsformen für kontinuierliche Überzugsherstellung durch Kathodenzerstäubung nach Figur 4 und 5The main parts of the embodiments for continuous coating production by cathode sputtering according to FIGS. 4 and 5

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schließen eine Vakuumkammer 122 mit im wesentlichen länglicher Form ein, welche durch eine Unterteilung 124 in eine Ionenreinigungsteilkammer 122A und eine Kathodenzerstäubungsteilkammer 122B unterteilt sind. Im wesentlichen in Längsrichtung in den Teilkammern 122 A, 122 B laufen zwei Fördersysteme 126,128. Jedes dieser Systeme enthält ein kontinuierliches poröses Laufband 130,132, das nicht mehr als einen geringen Prozentsatz der Oberfläche des zu beschichtenden Materials bedeckt und als Werkstückhalter dient, welcher im wesentlichen durch die Drehteile 134,136 und 138 an den Enden der jeweiligen Laufbänder 130,132 gehalten und angetrieben wird. Eines oder beides der drehbaren Teile für jedes Laufband 130,132 können in der durch Pfeile angedeuteten Richtung durch geeignete Vorrichtungen für eine Drehbewegung angetrieben werden, beispielsweise durch einen Elektromotor. Wenn nur ein Teil angetrieben wird, wirkt das andere Teil als Leerlaufrolle. Zusätzliche Leerlaufrollen oder angetriebene Teile können an geeigneten Plätzen längs des Laufbandes 130,132 erforderlichenfalls angeordnet werden. Jedes andere geeignete Fördersystem könnte verwendet werden; im gewünschten Falle kann selbstverständlich nur ein einziges Fördersystem verwendet werden.close a vacuum chamber 122 with a substantially elongated Form which is divided by a partition 124 into an ion cleaning sub-chamber 122A and a sputtering sub-chamber 122B are divided. Two conveyor systems 126, 128 run essentially in the longitudinal direction in the sub-chambers 122 A, 122 B. Each of these systems contains a continuous porous treadmill 130,132 that is no more than a small percentage the surface of the material to be coated and serves as a workpiece holder, which is essentially through the rotating parts 134, 136 and 138 at the ends of the respective treadmills 130,132 is held and driven. Either or both of the rotatable parts for each treadmill 130,132 can be in the through Arrows indicated direction are driven by suitable devices for a rotary movement, for example by a Electric motor. If only one part is driven, the other part will act as an idler roller. Additional idle rollers or driven parts can be placed in suitable locations along the conveyor belt 130, 132 if necessary. Each other suitable conveyor system could be used; if desired, only a single conveyor system can of course be used be used.

Im oberen linken Teil der Kammer 122 wird eine Einlaßöffnung 142 mit Vakuumschleuse gezeigt, welche ohne Zerstörung des Vakuums in der Kammer 122 den Einsatz von unbeschichteten Fasern in die Kammer 122 gestatten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß am Eingang zur Ionenreinigungsteilkammer 122A eine Luftschleusenkammer vorhanden ist. Die Fasern könnten in die LuftSchleusenkammer gebracht werden, die Kammer könnte dann evakuiert werden und zum Inneren der Reinigungsteilkammer 122 A hin geöffnet werden. Die Fasern können dann durch die Einlaßöffnung hindurchgeführt und durch Schwerkraft unmittelbar auf dem oberen Förderband I30 angebracht werden. Um /tieschichtete Fasern auf das untere Förderband 132 aufzugeben, wird eine Vorrichtung, wie beispielsweise ein Schacht 144, verwendet. In der unteren rechten Ecke der Kammer 122 B ist eine VakuumscnIeusenauslaßöffnung 146, in ihrer Arbeitsweise ähnlich der Einlaß-In the upper left part of the chamber 122, an inlet opening 142 with a vacuum lock is shown, which without destroying the Vacuum in chamber 122 allows uncoated fibers to be inserted into chamber 122. This can be achieved thereby It will be noted that there is an air lock chamber at the entrance to the ion cleaning subchamber 122A. The fibers could go into the Air lock chamber, the chamber could then are evacuated and to the interior of the cleaning sub-chamber 122 A to be opened. The fibers can then pass through the inlet port passed through and attached directly to the upper conveyor belt I30 by gravity. Re-layered To place fibers on the lower conveyor belt 132, a device such as a chute 144 is used. In the lower right corner of chamber 122B is a vacuum valve outlet port 146, in their mode of operation similar to the inlet

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öffnung l42, angeordnet, um die an den Enden der Laufbänder 130,132 herabfallenden mit überzug versehenen Fasern aufzunehmen. opening l42, located around the ends of the treadmills 130,132 falling coated fibers.

In der Ausführungsform nach Figur 4 ist über dem oberen Laufband 130 ein oberer Satz von Kathoden 148 angeordnet und unter dem unteren Laufband 132 ein unterer Satz von Kathoden 150. Zwischen den beiden Laufbändern 130,132 ist eine Vielzahl von porösen Anoden 152 angebracht. Alle drei Elektrodensätze 148,150,152 schließen Teile 148A,15OA,152A ein, die in die Ionenreinigungskammer 122 A hineinragen.In the embodiment of Figure 4 is above the upper treadmill 130 an upper set of cathodes 148 arranged and below the lower conveyor belt 132 is a lower set of cathodes 150. Between the two conveyor belts 130, 132 is a plurality attached by porous anodes 152. All three sets of electrodes 148,150,152 include parts 148A, 150A, 152A shown in Figs the ion cleaning chamber 122 A protrude.

Beim Betrieb werden an die Kammer 122 in geeigneter Weise eine oder mehrere Vakuumpumpen angeschlossen, um eine solche Druckverteilung aufrechtzuerhalten, daß ein wesentlicher Teil der Ionenreinigungskammer 122A in dem für die wirksame Reinigung erforderlichen Druckbereich (1-10 Mikron) gehalten wird und ein wesentlicher Teil der Zerstäubungskammer 122B in dem Druckbereich für eine wirksame Überzugsherstellung (20-100 Mikron) gehalten wird. Die Kathoden 148,150 sind mit einem geeigneten elektrischen Netzteil verbunden, die Kathoden 148A,15OA sind mit einem getrennten elektrischen Netzteil verbunden, um das optimale Potential zu erhalten und die Anoden 152,152A sind an Masse angeschlossen. ·In operation, one or more vacuum pumps are suitably connected to the chamber 122 to provide such a pressure distribution Maintain a substantial portion of the ion cleaning chamber 122A in that required for effective cleaning required pressure range (1-10 microns) and a substantial portion of the atomization chamber 122B in the pressure range is believed to be effective coating manufacture (20-100 microns). The cathodes 148,150 are connected to a suitable one electrical power supply, the cathodes 148A, 150A are connected to a separate electrical power supply to the to obtain optimal potential and the anodes 152,152A are connected to ground. ·

Die nicht mit überzug versehenen Fasern treten über die Einlaßöffnung 142 in die Kammer 122A ein und werden auf die oberen Oberflächen der bewegten Laufbänder 130,132 aufgegeben. Die Fasern werden dann durch die Ionenreinigungskammer 122A hindurch bewegt, so daß sie nach der zuvor beschriebenen Methode ausreichend gereinigt werden. Dann treten die gereinigten Fasern in die Zerstäubungskammer 122B ein, in der das Kathodenmaterial aus den Kathoden 148.,I50 im wesentlichen gleichförmig auf den Fasern abgeschieden wird, da die Laufbänder 130,132 und die Anoden 152 alle einen beträchtlichen Anteil von freiem Raum aufweisen. Der Vorgang der Aufbringung des Überzuges ist ähnlich dem Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Figur 1The uncoated fibers pass through the inlet port 142 enter chamber 122A and are loaded onto the upper surfaces of moving conveyor belts 130, 132. The fibers are then moved through the ion cleaning chamber 122A so that they can be removed by the method previously described be adequately cleaned. The cleaned fibers then enter the sputtering chamber 122B in which the cathode material from cathodes 148, 150 substantially uniformly is deposited on the fibers because the treadmills 130, 132 and the anodes 152 all have a significant amount of free Have space. The process of applying the coating is similar to the connection with the embodiment according to FIG

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beschriebenen Vorgang. Die mit Überzug versehenen Pasern fallen dann am Ende der sich bewegenden Laufbänder 130,132 in die Auslaßöffnung 146, welche das Herausnehmen der Fasern aus der Vorrichtung mit geringer Einwirkung auf den Druck in der Vorrichtung gestattet.described process. The coated pasers then fall at the end of the moving treadmills 130, 132 into the outlet port 146, which facilitates the removal of the fibers from the device with little application of the pressure in the device allowed.

Die Vorrichtung nach Figur 5 ist im wesentlichen die gleiche wie die nach Figur 4, mit Ausnahme der Elektrodenstruktur, welche grundsätzlich den gleichen Aufbau besitzt, wie die in Figur 2. In Figur 5 besteht die Elektrodenstruktur aus einem oberen Satz von Kathoden 154,154A oberhalb des oberen Laufbandes 130 und einem unteren Satz von Anoden 156,156A, die dazwischen angeordnet sind. Zwischen den beiden Laufbändern 130,132 sind ein mittlerer Satz von Kathoden 158,15δΑ und ein unterer Satz von Anoden 16O,16OA angebracht. Unterhalb des unteren Laufbandes 132 ist ein unterer Kathodensatz 162,162A angeordnet. Das grundsätzliche kontinuierliche überzugsverfahren bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist ähnlich dem im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Figur 4 beschriebenen, mit der Ausnahme, daß der Teil des Verfahrens, der die Herstellung des Überzugs durch Kathodenzerstäubung betrifft, in der'Weise abläuft, wie sie im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Figur 2 beschrieben wurde.The device of Figure 5 is essentially the same as that of Figure 4, except for the electrode structure, which basically has the same structure as that in FIG. 2. In FIG. 5, the electrode structure consists of an upper one Set of cathodes 154,154A above upper treadmill 130 and a lower set of anodes 156,156A disposed therebetween. Between the two treadmills 130,132 are a middle set of cathodes 158,15δΑ and a lower set attached by anodes 16O, 16OA. Below the lower treadmill 132 a lower cathode set 162, 162A is arranged. The basic continuous coating process in the embodiment of Figure 5 is similar to that in the context with the embodiment of Figure 4 described with the Exception that the part of the process relating to the production of the coating by cathodic sputtering takes place in the manner as described in connection with the embodiment Figure 2 has been described.

Im gewünschten Falle können die grundsätzlichen Vorrichtungen nach Figur 4 und 5 für ein kontinuierliches Verfahren durch Verwendung von Kathoden mit verschiedenen Kathodenmaterialien so modifiziert werden, daß sie auf kontinuierlicher Basis zwei oder mehr Lagen von Überzügen liefern. Ebenso kann selbstverständlich die Elektrodenstruktur gemäß den weiter oben im Zusammenhang mit der Erörterung der Figuren 1,2 und 3 vorge- ' schlagenen Modifikationen modifiziert werden.If desired, the basic apparatus of Figures 4 and 5 for a continuous process can be modified by using cathodes with different cathode materials to provide two or more layers of coatings on a continuous basis. Also, the electrode structure may superiors to above in connection with the discussion of the figures 1,2 and 3 'battered modifications be modified, of course in accordance with.

Um die Brauchbarkeit des Überzuges zu verbessern, kann an irgendeiner der vorstehend offenbarten Ausführungsformen eine Anzahl von Modifikationen vorgenommen werden. Um die Gasmengen zu verringern, die in dem Überzug eingeschlossen werden können, sollte der sowohl für die Ionenreinigung als auch für dieIn order to improve the usability of the coating, any a number of the embodiments disclosed above modifications are made. To reduce the amount of gas that can be trapped in the coating, should be used for both ion cleaning and

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Kathodenzerstäubung erforderliche Gasdruck verringert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, indem man eine oder mehrere heiße Hilfskathoden verwendet, um die für die Aufrechterhaltung einer Glimmentladung erforderlichen Elektroden bei erhöhtem Druck zu liefern.Cathode sputtering required gas pressure can be reduced. This can be achieved by having one or more Hot auxiliary cathodes are used to create the electrodes required to maintain a glow discharge at elevated temperatures Deliver pressure.

Ebenso kann die Form der Kathoden abgewandelt werden, um die Gleichförmigkeit der Beschichtung im Innern der Matte zu verbessern. Wenn eine Kathode aus einer ebenen Platte verwendet wird, ist der Fluß der aus der Kathode abdampfenden zerstäubten Atome in einer Richtung senkrecht auf dem Mittelpunkt der Kathodenplatte am größten und wird mit Erhöhung des Abstandes vom Mittelpunkt der Kathode stetig geringer. Wenn jedoch die ™ Kathodenplatten konkav sind (d.h. die konkaven Oberflächen sind der Anode zugewandt), beispielsweise parabel- oder halbkugelförmig, dann wird sich der Fluß der abgesprühten Atome mit steigendem Abstand erhöhen und dadurch eine gleichmäßigere Beschichtung der ganzen Fasermatte erzeugen.The shape of the cathodes can also be modified to improve the uniformity of the coating inside the mat. When a cathode made of a flat plate is used, the flow of the sputtered atoms evaporating from the cathode is greatest in a direction perpendicular to the center of the cathode plate and becomes steadily smaller as the distance from the center of the cathode increases. However, if the ™ cathode plates are concave (ie the concave surfaces are facing the anode), for example parabolic or hemispherical, then the flow of the sprayed atoms will increase with increasing distance and thereby produce a more even coating of the entire fiber mat.

Die vorliegende Erfindung liefert daher eine leistungsfähige Vorrichtung für im wesentlichen gleichförmige überzüge durch kathodieche Zerstäubung auf Trägermaterialien, insbesondere Fasermaterialien.The present invention therefore provides an efficient one Apparatus for essentially uniform coatings by cathodic sputtering onto carrier materials, in particular Fiber materials.

Die vorliegende Erfindung kann auf die verschiedenste Weise λ abgewandelt werden, ohne d die durch die Erfindung gegebene technische Lehre und ihren Umfang zu verlassen.The present invention can be modified in the most varied of ways λ without departing from the technical teaching given by the invention and its scope.

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Claims

denial of claims

Apparatus for cathode sputtering, thereby characterized in that it has a vacuum chamber with at least two cathodes (18,20), one between the cathodes arranged anode (16) and at least one workpiece holder attached between the anode (16) and one of the cathodes (18, 20) (22,24) and the area within the border of the anode (16) and the workpiece holder (22,24), respectively is essentially open.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it has a second between the anode (16) and workpiece holders (22,24) attached to the other cathode.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the anode (84) has the shape of a circular ring.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is a cathode shielding device (28,30,120) to the glow discharge essentially in the space between the two cathodes restrict.

5. The device according to claim 1, characterized in that it has an anode (112) with at least three Major surfaces, one cathode (118) attached adjacent each major surface of the anode (112) and one between each has workpiece holders (114) disposed on the major surfaces of the anode (112) and the adjacent cathode (118).

6. Apparatus according to claim 2, characterized in that that they have an upper set of in-plane cathodes (148,148A) (154,154A) a lower one Set of cathodes (150.15OA) (162.162A) in the same plane and parallel to the upper set, as well as, a set of in the same Level arranged between and parallel to the cathode

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Sets attached set of anodes (150.15OA) (l6O, l6OA) and a workpiece holder that is laterally movable and disposed between the lower set of cathodes and the set of anodes (132) possesses.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that it has a between the anode set (16O, 16OA) and the upper cathode set arranged second laterally movable workpiece holder (130), a second set of anodes lying on the same plane (156,15öA) between the upper cathode set (15 ^, 15 ¹ IA) and the second workpiece holder (130) and a, third set of cathodes (158,158A) | has at the same level immediately below the second workpiece holder (132).

8. Device according to claims 6 and / or 7, characterized

characterized in that the vacuum chamber in a

part
Ion cleaning / chamber (122A) and a sub-chamber (122B) for producing a coating by cathode sputtering, the ion cleaning sub-chamber (122A) having a substantially lower continuous pressure than the sub-chamber (122B) for cathode sputtering, at least one of the cathodes and anodes of each set of Cathodes and anodes are present in the ion cleaning sub-chamber (122A) and the workpiece holder or holders are designed so that they are movable first through the ion cleaning sub-chamber (122A) and then through the sub-chamber (122B) for the preparation of the coating by cathodic sputtering.

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