RU1387507C - Линейный электродуговой испаритель металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  получени  тонких пленок на длинномерных издели х. Цель изобретени  - повышение качества и производительности устройства. Между катодом 1 и анодом (А) 7 зажигаетс  устойчивый дуговой разр д при давлении в камере ниже 5-10 мм рт.ст. Переключателем токоподводов потенциал с секцией А 7 переключаетс  на короткое врем  к дополнительному А 8, расположенному между экраном 6 и Л 7, что приводит к распределению катодных п тен по всей испар емой поверхности катода 1 и горению дуги на дополнительном А 8, При этом длина дополнительного А 8 превышает испар емую часть катода 1 не более чем на длину секции А 7. Затем потенциал вновь подаетс  к А 7, но к другой его секции, и катодные п тна собираютс  вблизи этой секции А 7. Регулированием частоты переключени  секций А измен ют скорость пе{)емеще- ни  п тен и, следовательно, скорость испарени  материала, В описании приведен пример выполнени  переключател  токоподводов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л с

Description

со

00

О

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  пол гчени  тонких пленок и покрытий на длинномерных издели х.

Цель изобретени  - повышение производительности и качества покрыти  путем введени  дополнительного анода между секционным анодом и электро иэолированным экраном, причем его длина может отличатьс  от длины не- пар емой части катода не более чем на длину секции анода. Переключатель токоподводов выполнен по бесконтактной схеме с использованием мощных тиристоров.

На фиг, 1 изображен линейный элек тродугопой испаритель металлов, на фнг, 2 - переключатель токоподводов.

Испаритель состоит из катода 1, стойки 2, диэлектрического держател  3, токоподводов А, 5 к катоду, электроизолированного экрану 6, секционного анода 7, дополнительного сплошного анода 8, расположенного между экраном б и секционным анодом 7 и подсоединенного к переключателю токоподводов плато 9 дл  креплени  анодов; токоподводов 10 секций анода сОорника It стекающего материала, трубки 12 охлалодени  катода, поджигающего электрода t3, сопротивлени  Н, источника 15 питани  дуги, выключател  16 поджигающего электрода,

Переклишатель токоподводов, иэоб- раженный на , 2, содержит также токозадающий резистор 17, управл ю- Я1ие тиристоры 18, аноды которых соединены между собой и подключены к плюсу источника питани  дуги через токозадающкй резистор 17, трансформаторы 19, через вторичные обмотки ко- торьк отпираютс  тиристоры 18, гас щий конденсатор 20, гас щий тиристор 21, анод которого подключен к анодам управл илднх тиристоров ,18 через гас щий конденсатор, а катод подключен к дополнительному аньду, вторичную оСмотку трансформатора 22, отпирающего тиристор 21, зар дный резистор 23,..

Линейный электродуговой испаритель металлов работает следующим образом, .

Между катодом 1 и анодом 7 при помощи поджигающего электрода 13 зажигаетс  устойчивый дуговой разр д при давлении в камере ниже 5 10 - мм рт.ст, В этом реткиме катод

g

0 5 о

0

5

5

О

5ные п тна располагаютс  на кратчайшем рассто нии от секции анода, к которой подведен потенциал. Перемеща сь по катоду, они испар ют его материал , которьй истекает в пространство и осаждаетс  на подложки или издели . Переключателем токоподводов потенциал с секции анода 7 переключаетс  на короткое врем  к дополнительному аноду 8, что приводит к ра.с- пределению катодных п тен по всей испар емой поверхности катода 1 и горению дуги на дополнительном аноде . После этого переключатель токоподводов отключает потенциал от анода 7 на дополнительный анод В, а затем снова подает потенциал к аноду 7, но к другой его секции, и катодные п тна уже собираютс  вблизи этой секции анода. Регулированием частоты переключени  секций измен ют скорость перемещени  п тен, а вместе с этим и скорость испарени  материала, Тое. производительность и качество испар емого материала.

Принцип работы токоподводов: дополнительный анод 8 выполнен в виде сплошного электрода, расположенного вдоль всех секций анода 7 так, что он входит в область плазмы дуги, гор щей у данной секции. Предположим, что управл ющим импульсом от генератора управл ющих импульсов (ГУИ) открыт тиристор 18, При его открьгоа- нии емкость С, зар женна  до напр жени  и с Un-Uq, где Un - напр жение источника 15 питающего дугу, а и .J - напр жение горени  дуги, Uc примерно 50-70 в оказываетс  включенной в цепь дополнительного анода 8 через открытый тиристор 18 последовательно с и„. Следовательно, напр жение на .вспомогательном аноде становитс  существенно выше, чем на основном . Дуга начинает гореть между вспомогательным анодом и катодом. При этом на дополнительном аноде танавливаетс  потенциал 30в, а на аноде управл ющего тиристора 18U, (ЗОв-Uc) 30в-70в - 40в, что приводит к гашению тиристора 18, Однако по мере разр да емкости С ток дуги вспомогательного электрода начинает падать и ограничиваетс  резистором 17, которьй достаточно велик, чтобы погасить дугу после разр да емкости С, Напр жение на секци х анода 7 (А,,, A-J, АЭ,О,А) при этом растет и.

наконец, открываетс  следующий тиристор 18, на управл ющий эмиттер которого от ГУН подаетс  открывающее его напр жение .Описанный процесс повтор етс  дл  всех тиристоров 18 по заданной программе.

С использованием предлагаемого переключател  токоподводов линейный электродуговой испаритель металлов работает следующим образом: при давлении в вакуумной камере ниже 5 хЮ мм рт.ст, поджигающим электродом 13 зажигают дуговой разр д между катодом 1 и анодом 7. В этот момент открыт только один из тиристоров 18, и ток дуги течет через соответствующую секцию анода 7, При этом выключатель 16 отключает от цепи поджигающий электрод 13. Дл  подключени  анода отпирающие импульсы от ГУН подаютс  одновременно на тиристор , смежный с открытым и на гас щий тиристора 21, При этом напр жение конденсатора 20 оказываетс  приложенным между анодами управл ющих тиристоров 18 и дополнительным анодом В так, что на последнем оказываетс  больший положительный потенциал относительно, катода 1, чем на секци х анода 7. Это приводит к перемещению тока дуги н а дополнительный анод 8, Управл ющие тиристоры 18 при этом полностью обесточиваютс , т.к. напр жение гас щего конденсатора 20 прикладываетс  к анодам управл к цих тиристоров 18 в отрицательной пол рности относительно катода 1, что приводит к запиранию управл ющих тиристоров 18, Ток дуги в это врем  между катодом 1 и вспомогательным анодом 8 поддерживаетс  зар йом гас щего конденсатора 20. После разр да конденсатора 20 ток через тиристор 21 ограничиваетс  резистором 23 на уровне меньшем, чем ток гашени  тиристора. По мере разр да конденсатора 20 напр жение на аноде гас щего тиристора 21 снижаетс , а на анодах управл ющих тиристоров 18 - растет. Так как на один из управл юищх тиристо

ров 18 подано открывающее напр жение от ГУН, то через некоторое врем  ток дуги начинает течь через этот управл ющий тиристор и соответствующую сек1у ю анода, а гас щий тирис - тор закрываетс  Процесс переклкгче- ни  завершен.

Устройство позвол ет регулировать скорость перемещени  катодных п тен. Их интенсивное перемещение приводит к испарению тугоплавких металлов, преимущественно в ионно-ато сарном виде,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1,Линейный электродуговой испаритель неуаллов, содержащий катод, верхн   часть которого выполнена из испар емого материала, токоподводы, источник питани  дуги, систему под- жига, электроизолированный экран, секционный а од, соедииен ый с переключателем токоподводов, отличающийс  тем, что, с целью повьваенн  производительности и ка- чества покрьгги , электродуговой испаритель снабжен дополнительным анодом, расположенным между электро- изолированиым экр апом и секционным анодом и подсоединенным к переключателю токоподгодов,

   2,Испаритель по п, t, о т л и- чаюцнйс  тем, что переключатель токоподводов содертит управл - кйцие тиристоры, аноды которых соединены меаоду собой и подключены х плюсу источника питани  дуги через токо задаюв ий резистор, а катоды - к секци м анода, гас щий тиристор, анод которого подклю тен к анодам управ- л ющ1 х тиристоров через гас щий конденсатор , а катод подключен к дополнительному аноду,

   3,Испаритель по п, 1, отличающийс  тем, что длина дополнительного анода превышает испар емую часть катода не более чем на длину секции анода.

   20.

   J J J

   H t t

   20.

   О.

   X.

   16

   J 13

   .2