Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Elektroniki, Warszawa (Pol¬ ska) Przyrzad do wytwarzania cienkich warstw ' Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do wytwa¬ rzania cienkich warstw w postaci blon z róznych substancji, na przyklad warstw substancji naklada¬ nych na katody lamp elektronowych.W technice wykonywania katod lamp elektrono¬ wych zachodzi potrzeba wytwarzania warstw o grubosci rzedu kilkunastu lub kilkudziesieciu mi¬ krometrów z substancji umozliwiajacych uzyska¬ nie obfitej emisji elektronów, przy czym warstwy tych substancji w postaci blon naklada sie na ele¬ menty katod lamp elektronowych róznymi sposo¬ bami, a najczesciej wykrawa sie z tych warstw od¬ powiednie ksztaltki, które nakleja sie na rdzenie katod lamp elektronowych.W celu uzyskania powtarzalnych parametrów produkowanych lamp elektronowych niezbedne jest wytwarzanie jednorodnych warstw o równomiernej * grubosci z mozliwie mala tolerancja grubosci, nie przekraczajaca kilku mikrometrów.Znane sa rózne przyrzady i urzadzenia do wy¬ twarzania cienkich warstw, jak na przyklad urza¬ dzenia do naparowywania w prózni odpowiednich substancji, urzadzenia do natryskiwania substancji pod cisnieniem lub przyrzady do nalewania roztwo¬ rów substancji w stanie cieklym, na odpowiednie podloza, na których po odparowaniu cieczy powsta¬ ja zadane cienkie warstwy.Urzadzenia do naparowywania w prózni i natrys¬ kiwania substancji na odpowiednie podloza lub bezposrednio na element katody sa skomplikowane 25 30 i kosztowne, a poza tym sa nieekonomiczne, gdyz powoduja duze straty substancji, z których wytwa¬ rza sie cienkie warstwy, poniewaz jedynie niewiel¬ ki procent uzytego materialu zostaje nalozony na rdzen katody, a reszta jest tracona.Urzadzenia do naparowywania i natryskiwania nie zawsze zapewniaja uzyskanie warstw o powta¬ rzalnej równomiernej grubosci z wymagana tole¬ rancja, bez wysepek i dziur, co powoduje dodatko¬ we straty w produkcji.Lepsze wyniki techniczne i ekonomiczne uzyskuje sie za pomoca przyrzadów i urzadzen do wylewania roztworów emitujacych substancji na podloza nie wchodzace w sklad lampy. Po odparowaniu cieczy zdejmuje sie z nich cienkie warstwy emisyjne w postaci blon, które mozna krajac i nalepiac na rdzen katodowy.Warstwy tego rodzaju wylewa sie za pomoca dro¬ gich i skomplikowanych automatów lub za pomo¬ ca przyrzadów zwykle w postaci lejków o kalibro¬ wanym otworze, dobranym odpowiednio do gestosci wyplywajacej cieczy, przystosowanym do wytwa¬ rzania warstwy o okreslonej grubosci, przy uzy¬ ciu cieczy o okreslonej gestosci, wskutek czego dla uzyskania warstw o róznych grubosciach oraz przy uzyciu cieczy rózniacych sie gestoscia nalezy sto¬ sowac rózne lejki, co jest niewygodne w produk¬ cji cienkich warstw.Celem wynalazku jest umozliwienie wylewania na sztywne podloze cieczy 'rózniacych sie miedzy 5940959409 4 soba gestoscia i wytwarzanie z róznych materia¬ lów, warstwy w postaci cienkich blonek o róznych, scisle okreslonych grubosciach, odznaczajacych sie duza jednorodnoscia i duza równomiernoscia gru¬ bosci..Cel ten osiagnieto przez opracowanie przyrzadu skladajacego stie z korpusu wykonanego w postaci plaskiej poziomo uniieszczonej plyty, zaopatrzonej na jednym brzegu w zbiornik cieczy umieszczony u1 góry nad korpusem i w znajdujaca sie ponizej 'v •¦ pbWrnika komore wykonana w ksztalcie walca, v ViiJózona poziomo, do górnej czesci której dopro¬ wadzone jest ujscie ze zbiornika, a w dolnej czes¬ ci "komory wzdluz tworzacej walca jest wykonana podluzna szczelihay a poza tym wewnatrz komory znajduje sie cienkoscienny beben otwarty od góry, a od dolu zaopatrzony w szczeline podobna do szczeliny wykonanej w komorze, przylegajacy do scianek komory i ulozony w -ten sposób, ze jeden brzeg szczeliny bebna pokrywa sie z jednym brze¬ giem szczeliny komory, przy czym beben jest obra¬ cany wewnatrz komory w ten sposób, ze szczeli¬ na wykonana w nim przesuwa slie wzgledem szcze¬ liny komory, wskutek czego uzyskuje sie regulacje szerokosci udjworaoneij w ten sposób szczeliny wy¬ lotowej.Do regulacji polozenia bebna wewnatrz komory korpusu, a zatem do regulacji szerokosci szczeliny wylotowej sluzy urzadzenie zlozone ze sruby po¬ ciagowej zakonczonej na jednym koncu gwintem, na którym osadzone jest pokretlo', a na drugim koncu zaopatrzonej w wystep o ksztalcie prosto¬ padloscianu, którego jedna scianka przylega do powierzchni korpusu i jest po niej prowadzona, przy czyim wystep jest zaopatrzony w bolec, na którym osadzony j»est przegubowo koniec ra¬ mienia dzwigni, którego drugi koniec jest sztywno przymocowany do bebna. Pokrecanie pokretlem na zewnatrz korpusu powoduje wkrecanie lub wykre¬ canie konca sruby w pokretlo, a w konsekwencji przesuwanie sie dolnego konca sruby w dól lub w góre, który pociaga za soba dolaczona do niego dzwignie i powoduje obrócenie sie bebna wewnatrz komory.Dlugosc dzwigni i glebokosc wkrecania sruby pociagowej w pokretlo sa tak dobrane, ze u- mozliwiaja obrócenie bebna o kat wystarczajacy do calkowitego zasloniecia szczeliny. Bebnowy spo¬ sób regulacji szczeliny umozliwia dokladne i trwa¬ le nastawienie szerokosci szczeliny wyciekowej wzdluz calej jej dlugosci. Wewnatrz bebna znajdu¬ je sie plywak, o który opiera sie igla zamykajaca doplyw cieczy ze zbiornika do wnetrza bebna po uniesieniu plywaka, a prócz tego korpus przyrzadu jest przymocowany dio podstawy osadzonej na rol¬ kach opierajacych sie o plyte podloza, unoszacych podstawe w pewniej odleglosci nad powierzchnia plyty podloza w ten sposób, ze odleglosc korpusu od podstawy jest regulowana, wskutek czego uzy¬ skuje sie regulacje odleglosci szczeliny wylotowej od plyty podloza.Budowe przyrzadu wyjasniono za pomoca zala¬ czonego rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyrzad w przekroju wykonanym wzdluz lamanej linii A-A zaznaczonej na fig. 2, a fig. 2 ten sam przyrzad w widoku prespektywioznym.Do korpusu 1 przymocowany jest zbiornik 2, po¬ nizej którego znajduje sie komora 3 wykonana w 5 ksztalcie walca w 'korpusie 1, zaopatrzona u dolu w szczeline 4, otwarta z jednej strony, przez któ¬ ra do wnetrza komory 3 jest wsuniety beben 5 otwarty od góry i zaopatrzony u dolu w szczeline 6 o takich samych wymiarach jak szczelina 4 ko- io mory, ulozona nad szczelina 4 komory 3.Srednica zewnetrzna bebna jest dokladnie do¬ pasowana do wewnetrznej srednicy komory, wsku¬ tek czego beben cala zewnetrzna powierzchnia przylega do wewnetrznej powierzchni komory. Na 15 brzegu bebna do zewnetrznej jego powierzchni jest sztywno przymocowana dzwignia 7 umieszczona w wykroju korpusu usytuowanym pionowo, umozli¬ wiajacym przesuwanie dzwigni w kierunku pio¬ nowym oraz swobodne wysuwanie bebna z komo- 20 ry. Drugi koniec dzwigni 7 zaopatrzony jest w po¬ dluzny wykrój, w który wsuniety jest bolec 8 o srednicy dokladnie dopasowanej do szerokosci wykroju, osadzony w wystepie 9, o ksztalcie pro¬ stopadloscianu, stanowiacym zakonczenie pociago- 25 wej sruby 10. Drugi, gwintowany koniec pociago¬ wej sruby 10 jest wsuniety luzno w otwór 11 wy¬ konany w korpusie i wystepuje ponad korpus. Na ten koniec pociagowej sruby 10 nakrecone jest, gwintowane wewnatrz, pokretlo 12. Na pociagowa 80 srube 10 nalozona jest sprezyna 13 opierajaca sie jednym koncem o wystep 9 pociagowej sruby, a drugim o wewnetrzna powierzchnie korpusu 1, która naciska na wystep 9 i powoduje przyleganie brzegów pokretla 12 do zewnetrznej powierzchni 35 korpusu 1. Pokrecanie pokretlem 12 powoduje prze¬ suniecie wystepu 9 po powierzchni bocznej korpu¬ su i uniesienie bolca 8 w góre lub w dól. Na bolcu 8 jest osadzony zaopatrzony w podluzny wykrój, koniec dzwigni 7, która obraca beben 5. 40 Wewnatrz bebna 5 jest umieszczony plywak 14, o który opiera sie igla 15 zamykajaca otwór prze¬ plywowy prowadzacy ze zbiornika 2 do komory 3, ustalajaca poziom cieczy w bebnie. Otwór 16 wy¬ konany w korpusie .nad komora umozliwia wy- 45 równanie cisnienia powietrza wewnatrz bebna 5 z cisnieniem zewnetrznym, co ulatwia splywanie' cieczy ze zbiornika i wyplywanie przez szczeline.Korpus 1 jest umocowany na podstawie 17 za¬ opatrzonej' w rolki 18 umozliwiajace przesuwanie 50 przyrzadu nad podlozem. W podstawie 17 jest wy¬ konany otwór, w którym jest umocowany bolec 19 gwintowany na koncu, luzno przechodzacy przez otwór w korpusie 1 wystajacy ponad korpus. MieT dzy podstawa 17 i korpusem 1 jest umieszczona 55 sprezyna 20, odpychajaca korpus od podstawy, któ¬ ra unosi korpus 1 na niewielkiej wysokosci nad podstawa 17. Gwintowane wewnatrz pokretlo 21 nakrecone na gwintowany koniec bolca 19 wsku¬ tek nacisku sprezyny 20 opiera sie brzegiem o po- 60 wierzchnie korpusu 1, Obracanie pokretlem 21 po¬ woduje scisniecie lub rozprezenie sprezyny 20 i zmiane odleglosci miedzy korpusem 1 a podstawa 17, a zatem zmiane odleglosci szczeliny od podlo¬ za. 05 W celu wytworzenia cienkiej warstwy przyrzad 20 25 80 35 40 4559493 ustawia sie na dokladnie wypozdomowanej wspor¬ czej konstrukcji 22 zaopatrzonej na dwóch brze¬ gach w sciekowe rowki 23 oraz w mechanizm na¬ pedowy na przyklad w postaci malego silnika elek¬ trycznego napedzajacego obrotowy walek 24 umo¬ cowany pionowo przy brzegu wsporczej konstruk¬ cji 20 zaopatrzony w dolaczona do niego jednym koncem cienka linke, której drugi koniec jest do¬ laczony do zaczepu 25 wykonanego w tym celu w przyrzadzie. Z drugiej strony przyrzadu jest wy¬ konany taki sam zaczep 25, do którego jest dola¬ czona cienka linka, polaczona za pomoca ukladu posredniczacych krazków, nie uwidocznionych, z walkiem 24. Uklad napedowy jest tak zbudowany, ze obracanie walkiem w prawo lub w lewo powo¬ duje przesuniecie przyrzadu nad plyta 26 szklana lub metalowa umieszczona na wsporczej konstruk¬ cji 22 w ten sposób, ze brzegi plyty 26 leza w po¬ blizu sciekowych rowków 23.Rolki 18 poruszaja sie po torze na wsporczej konstrukcji 22, jednakze sa tak zbudowane, ze brzeg ich opiera sie o powierzchnie plyty 26 wsku¬ tek czego w przypadku nierównosci plyty odleglosc miedzy szczelina i plyta zostaje zachowana z du¬ za dokladnoscia.W celu wykonania warstwy przyrzad ustawia sie nad sciekowym rowkiem 23 i do zbiornika 2 wle¬ wa sie ciecz, która ma wytworzyc zadana warstwe.Ciecz przelewa sie do komory, a nastepnie wycie¬ ka przez szczeline do rowka 23, z którego splywa do pojemnika nie uwidocznionego na rysunku, umocowanego na koncu rowka. Wyciekanie cie¬ czy do rowka wskazuje, ze przyrzad jest przygo¬ towany do prawidlowej pracy, wówczas wlacza sie silnik, który przesuwa przyrzad nad plyta 26, wskutek czego zostaje na nia nalozona równomier¬ na warstwa cieczy. Przyrzad zostaje zatrzymany w takim polozeniu, ze szczelina znajduje sie nad drugim sciekowym rowkiem 23, do którego scieka nadmiar cieczy. Wówczas wymienia sie plyte i powtarza sie operacje, przesuwajac przyrzad w przeciwnym kierunku za pomoca drugiej linki na¬ pedowej.Zbiornik 2 moze byc przymocowany do korpusu 1 za pomoca wkretów lub zatrzasku sprezynuja¬ cego albo w inny sposób, umozliwiajacy latwe odejmowanie igo od korpusu. Podobnie beben 5 jest zabezpieczony w komorze 3 za pomoca za¬ trzasku umozliwiajacego latwe wysuniecie bebna 5 z komory 3. W tym przypadku koniec dzwigni 7 zaopatrzony w podluzny wykrój zostaje zsuniety z bolca 8 i dzwignia wraz z bebnem zostaje wy¬ sunieta na zewnatrz. Umozliwia to, po skonczonej pracy, umycie zbiornika i bebna oraz oczyszcze¬ nie przyrzadu i przygotowanie go do nastepnych prac. PL