RU180391U1 - Испаритель для нанесения покрытий в вакууме - Google Patents

Испаритель для нанесения покрытий в вакууме Download PDF

Info

Publication number
RU180391U1
RU180391U1 RU2017144363U RU2017144363U RU180391U1 RU 180391 U1 RU180391 U1 RU 180391U1 RU 2017144363 U RU2017144363 U RU 2017144363U RU 2017144363 U RU2017144363 U RU 2017144363U RU 180391 U1 RU180391 U1 RU 180391U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
housing
evaporator
screen
vacuum
Prior art date
Application number
RU2017144363U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Григорьевич Гусев
Руслан Рамилевич Гареев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО "ГИПО")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО "ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО "ГИПО")
Priority to RU2017144363U priority Critical patent/RU180391U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU180391U1 publication Critical patent/RU180391U1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области нанесения покрытий методом термического испарения пленкообразующих материалов, преимущественно диэлектриков, в вакууме, а именно к резистивным ленточным испарителям, применяемым в вакуумных установках для нанесения покрытий на подложки. Полезная модель может быть использована в оптико-электронном приборостроении для получения покрытий из материалов, испаряющихся посредством сублимации, в частности, на оптических деталях для достижения заданных оптических параметров, таких как отражение, пропускание, поглощение излучения, в радиоэлектронной промышленности для формирования диэлектрических слоев, в различных отраслях промышленности для получения износостойких защитных покрытий, а также покрытий, обладающих эстетическими свойствами. Техническим результатом является повышение качества покрытия за счет исключения попадания на подложку макроскопических частиц испаряемого материала при упрощении изготовления испарителя для нанесения покрытий в вакууме за счет повышения технологичности его конструкции. Технический результат достигается тем, что испаритель для нанесения покрытий в вакууме, содержащий корпус 1 для испаряемого материала 2, выполненный в виде разрезного цилиндра, имеющего зазор 3 между его продольными кромками, согласно настоящей полезной модели дополнительно содержит экран 4, размещенный в полости цилиндра в области продольного зазора 3 с образованием канала между корпусом 1 и экраном 4. Расположение экрана 4 в полости корпуса 1 испарителя препятствует прямому попаданию паров 6 и вылетевших частиц испаряемого материала 2 в зазор 3 между продольными кромками разрезного цилиндра корпуса 1, которые оказываются в квазизамкнутом канале 5, ограниченном разогретыми экраном 4 и корпусом 1. При многократном отражении от разогретых стенок квазизамкнутого канала 5 вылетевшие частицы испаряемого материала 2 доиспаряются, и пар 6 поступает в зазор 3 между продольными кромками разрезного цилиндра корпуса 1, при этом формируется молекулярный поток 7 паров наносимого материала в направлении подложки. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области нанесения покрытий методом термического испарения пленкообразующих материалов, преимущественно диэлектриков, в вакууме, а именно к резистивным ленточным испарителям, применяемым в вакуумных установках для нанесения покрытий на подложки. Полезная модель может быть использована в оптико-электронном приборостроении для получения покрытий из материалов, испаряющихся посредством сублимации, в частности, на оптических деталях для достижения заданных оптических параметров, таких как отражение, пропускание, поглощение излучения, в радиоэлектронной промышленности для формирования диэлектрических слоев, в различных отраслях промышленности для получения износостойких защитных покрытий, а также покрытий, обладающих эстетическими свойствами.
При нанесении покрытий методом термического испарения ряда материалов, например диэлектриков, существует проблема получения высококачественного покрытия, так как при испарении материалов, имеющих низкую теплопроводность, существует большая вероятность выброса макроскопических частиц, повреждающих и загрязняющих пленку, конденсирующуюся на подложке.
Для испарения материалов, характеризующихся выбросом макроскопических частиц, используют резистивные ленточные испарители лабиринтного типа, содержащие корпус, выполненный в виде коробочки, имеющей боковой и нижний экраны, патрубок для загрузки испаряемого материала в полость корпуса, разделительные экраны, образующие лабиринт, в котором отсеиваются макроскопические частицы, выходной патрубок, через который выходят пары наносимого материала покрытия (Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. Книга 6. Нанесение пленок в вакууме. В.Е. Минайчев. М.: Высшая школа, 1989, с. 35, рис. 22).
Основным недостатком испарителя лабиринтного типа для нанесения покрытий в вакууме является сложность изготовления испарителя, обусловленная низкой технологичностью его конструкции.
Известны резистивные ленточные испарители коробчатого типа с однослойным экраном [1) Справочник технолога-оптика. Под ред. М.А. Окатова. СПб.: Политехника, 2004, с. 476, рис. 8.3д, рис. 8.3е; 2) Патент CN 204529956 U, МПК С23С 14/24, опубликован 05.08.2015].
Известные испарители содержат корпус, выполненный в виде коробочки, в которую засыпают испаряемый материал. Сверху коробочка, имеющая ребра жесткости, закрыта однослойным экраном с отверстиями, через которые проходят пары наносимого материала.
Известны также резистивные ленточные испарители коробчатого типа с двухслойным экраном [1) Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. Книга 6. Нанесение пленок в вакууме. В.Е. Минайчев. М.: Высшая школа, 1989, с. 35, рис. 21; 2) патент CN 204918744 U, МПК С23С 14/24, опубл. 30.12.2015].
Данные испарители содержат корпус, выполненный в виде коробочки, имеющей ребра жесткости, двухслойный экран с отверстиями, через которые проходят пары наносимого материала, при этом отверстия на экранах расположены относительно друг друга в шахматном порядке.
Основным недостатком известных испарителей-аналогов является низкое качество нанесенного покрытия, а именно пористость покрытия, невысокий класс чистоты его поверхности. Такие испарители уменьшают выбросы испаряемого материала, но не исключают их полностью. Это обусловлено тем, что в сечении отверстий однослойного или двухслойного экрана с течением времени эксплуатации происходит конденсация испаряемого материала и примесей, а затем, при дальнейшей эксплуатации испарителя, отрыв частиц более крупного размера в виде кристаллов материала, и попадание их на поверхность подложки, в результате чего пленка, конденсирующаяся на подложке, загрязняется и повреждается с образованием пор. Кроме того, наличие ребер жесткости может привести к прогоранию материала испарителя в местах сгиба, что также приведет к выбросу макрочастиц испаряемого материала и попаданию их на поверхность подложки. Недостатком является также то, что изменение просвета отверстий, выполненных в экранах, изменяет их пропускную способность, что приводит к изменению диаграммы направленности потока паров испаряемого материала, и, следовательно, к неравномерности нанесения покрытия.
Кроме того, недостатком известных испарителей-аналогов является сложность их изготовления, обусловленная низкой технологичностью их конструкции, при этом для изготовления испарителя, необходимо сложное штамповочное оборудование (пресс, матрицы и пуансоны различных типоразмеров, штампы для вырубки отверстий в тугоплавком материале), которое сильно изнашивается, так как испаритель выполнен из тугоплавких материалов (молибден, вольфрам, тантал), имеющих высокую твердость.
Прототипом является испаритель для нанесения покрытий в вакууме, содержащий корпус для испаряемого материала, выполненный в виде разрезного цилиндра, имеющего зазор между его продольными кромками, при этом продольные кромки имеют вертикальные отбортовки (Справочник технолога-оптика. Под общей ред. С.М. Кузнецова и М.А. Окатова. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1983, с. 294, рис. 7.4д).
Основным недостатком испарителя-прототипа является низкое качество нанесенного покрытия из-за прямого пролета макроскопических частиц через зазор между продольными кромками разрезного цилиндра при разбрызгивании испаряемого материала, а также сложность изготовления корпуса испарителя, обусловленная низкой технологичностью его конструкции из-за наличия вертикальных отбортовок.
Задачей полезной модели является разработка конструкции испарителя для нанесения покрытий в вакууме, в котором устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом является повышение качества покрытия за счет исключения попадания на подложку макроскопических частиц испаряемого материала при упрощении изготовления испарителя для нанесения покрытий в вакууме за счет повышения технологичности его конструкции.
Технический результат достигается тем, что испаритель для нанесения покрытий в вакууме, содержащий корпус для испаряемого материала, выполненный в виде разрезного цилиндра, имеющего зазор между его продольными кромками, согласно настоящей полезной модели дополнительно содержит экран, размещенный в полости цилиндра в области продольного зазора с образованием канала между корпусом и экраном.
На фиг. 1 изображен предлагаемый испаритель для нанесения покрытий в вакууме (поперечный разрез).
На фиг. 1 элементы испарителя для нанесения покрытий в вакууме обозначены следующими позициями:
1 - корпус, выполненный в виде разрезного цилиндра,
2 - испаряемый материал,
3 - зазор между продольными кромками разрезного цилиндра,
4 - экран,
5 - канал между корпусом и экраном,
6 - пары испаряемого материала,
7 - молекулярный поток паров наносимого материала.
Испаритель для нанесения покрытий в вакууме содержит корпус 1 для испаряемого материала 2, выполненный в виде разрезного цилиндра. Разрезной цилиндр (корпус 1) имеет зазор 3 между его продольными кромками (продольный зазор 3).
Отличием предлагаемого испарителя является то, что он дополнительно содержит экран 4, размещенный в полости корпуса 1 в области продольного зазора 3 с образованием канала 5 между корпусом 1 и экраном 4.
Пример конкретного выполнения.
По предлагаемому техническому решению изготовлен испаритель, использованный для получения тонких пленок моноокиси кремния (SiO) на оптической детали из кварца диаметром 30 мм. Корпус 1 испарителя выполнен в виде разрезного цилиндра диаметром 18 мм (из молибденовой фольги толщиной 0,1 мм, длиной 100 мм), в полости которого в области продольного зазора 3 расположен экран 4 из молибденовой фольги толщиной 0,1 мм, длиной 100 мм и шириной 12 мм с образованием канала 5 между корпусом 1 и экраном 4. Размер h канала 5 выбирается в диапазоне от 0,5 мм до 1,0 мм.
Нанесение покрытия осуществлялось на оптические детали в вакуумной установке. Толщина и скорость нанесения пленки, контролировалась с помощью прецизионного кварцевого резонатора.
На полученных покрытиях поглощение линии воды на 2,94 мкм не наблюдается, что говорит о низком значении пористости в тонких пленках моноокиси кремния. Отсутствуют дефекты покрытия. Покрытие соответствует требованиям ГОСТ 11141-84.
После нанесения покрытия, опытные экземпляры помещались в климатическую камеру, и в течение 30 суток выдерживались при температуре 35°С и относительной влажности 98%.
Нарушения целостности и изменения оптических характеристик не наблюдалось. Опытные образцы выдержали десять циклов термоциклирования, при перепаде температур от минус 60°С до плюс 70°С, а также термоудар ±60°С.
Полученные покрытия характеризуются нулевой группой механической устойчивости к жестким воздействиям окружающей среды по ОСТ 3-1901-95, что говорит о высоком качестве полученных пленок.
Испаритель для нанесения покрытий работает следующим образом.
Перед началом работы испарителя внутрь корпуса 1 помещается испаряемый материал 2 в виде гранул или таблеток (фиг. 1). Из камеры вакуумной установки откачивают воздух до давления остаточных газов 10-3-10-5 Па. На контактные зажимы (на фиг. 1 не показаны) подают ток, при прохождении которого через экран 4 и корпус 1 испарителя происходит резистивный нагрев вследствие низкого сопротивления экрана 4 и корпуса 1 испарителя и нагрев испаряемого материала 2, который, в свою очередь, нагревается и, минуя жидкую фазу, переходит из твердого состояния в газообразное. При этом внутри корпуса 1 испарителя создается избыточное давление паров 6 испаряемого материала в канал 5. Расположение экрана 4 в полости корпуса 1 испарителя препятствует прямому попаданию паров 6 и вылетевших частиц испаряемого материала 2 в зазор 3 между продольными кромками разрезного цилиндра корпуса 1, которые оказываются в квазизамкнутом канале 5, ограниченном разогретыми экраном 4 и корпусом 1.
При многократном отражении от разогретых стенок квазизамкнутого канала 5 вылетевшие частицы испаряемого материала 2 доиспаряются, и пар 6 поступает в зазор 3 между продольными кромками разрезного цилиндра корпуса 1, при этом формируется молекулярный поток 7 паров наносимого материала в направлении подложки.
Пары наносимого материала осаждаются на поверхность подложки в виде однородной пленки. Кроме того, недоиспаренные макрочастицы испаряемого материала 2 в канале 5 приобретают тангенциальное ускорение, что в свою очередь препятствует их попаданию на поверхность подложки.
Взаимное расположение корпуса 1 и экрана 4, температура которого равна температуре испарения пленкообразующего материала, снижает возможные выбросы макроскопических частиц испаряемого материала 2 и исключает их попадание на подложку в силу того, что экран 4 препятствует вертикальному вылету макроскопических частиц испаряемого материала 2, препятствует конденсации испаряемого материала 2 в канале 5 на поверхности экрана 4 и корпуса 1, вследствие чего сводится к минимуму возможность получения дефектного покрытия на подложке, а также обеспечивает постоянную диаграмму направленности молекулярного потока пара и перемешивание пара, посредством чего достигается равномерность осаждаемой пленки. За счет этого достигается высокое качество покрытия, а именно - чистота, однородность и равномерность нанесения покрытия.
Отсутствие сгибов фольги не требует штамповки ребер жесткости, так как нет деформаций, связанных с нагревом, что, в свою очередь, упрощает изготовление и повышает надежность испарителя, а также способствует повторяемости результатов напыления, так как не изменяется диаграмма направленности молекулярного потока пара.
Использование предлагаемого испарителя для нанесения покрытий в вакууме позволит повысить качество нанесенного покрытия, а именно чистоту, однородность и равномерность нанесения покрытия, за счет исключения попадания на подложку макроскопических частиц испаряемого материала, а также упростить изготовление испарителя за счет технологичности его конструкции, в которой отсутствуют элементы, изготовленные методом штамповки.

Claims (1)

  1. Испаритель для нанесения покрытий в вакууме, содержащий корпус для испаряемого материала, выполненный в виде разрезного цилиндра, имеющего зазор между его продольными кромками, отличающийся тем, что он снабжен экраном, при этом экран размещен в полости цилиндра в области продольного зазора с образованием канала между упомянутым корпусом и экраном.
RU2017144363U 2017-12-18 2017-12-18 Испаритель для нанесения покрытий в вакууме RU180391U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144363U RU180391U1 (ru) 2017-12-18 2017-12-18 Испаритель для нанесения покрытий в вакууме

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144363U RU180391U1 (ru) 2017-12-18 2017-12-18 Испаритель для нанесения покрытий в вакууме

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU180391U1 true RU180391U1 (ru) 2018-06-09

Family

ID=62560920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144363U RU180391U1 (ru) 2017-12-18 2017-12-18 Испаритель для нанесения покрытий в вакууме

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU180391U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118398C1 (ru) * 1997-10-07 1998-08-27 Валерий Павлович Пастухов Испаритель для металлов и сплавов
JP2000282221A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空蒸着方法
US6579428B2 (en) * 2000-09-26 2003-06-17 Shinmaywa Industries, Ltd. Arc evaporator, method for driving arc evaporator, and ion plating apparatus
RU2354745C1 (ru) * 2007-06-25 2009-05-10 Валерий Павлович Пастухов Испаритель для металлов или сплавов
UA90001U (ru) * 2013-11-28 2014-05-12 Киевский Национальный Университет Имени Тараса Шевченко Вакуумный испаритель органических красителей

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118398C1 (ru) * 1997-10-07 1998-08-27 Валерий Павлович Пастухов Испаритель для металлов и сплавов
JP2000282221A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空蒸着方法
US6579428B2 (en) * 2000-09-26 2003-06-17 Shinmaywa Industries, Ltd. Arc evaporator, method for driving arc evaporator, and ion plating apparatus
RU2354745C1 (ru) * 2007-06-25 2009-05-10 Валерий Павлович Пастухов Испаритель для металлов или сплавов
UA90001U (ru) * 2013-11-28 2014-05-12 Киевский Национальный Университет Имени Тараса Шевченко Вакуумный испаритель органических красителей

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
под редакц. С.М.Кузнецова и др."Справочник технолога-оптика", Л., Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983, с.294, рис.7.4д. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2755323C1 (ru) Установка для вакуумного осаждения покрытий и способ нанесения покрытий на подложку
KR102192495B1 (ko) 진공증착장치 및 진공증착방법
JPH0377873B2 (ru)
KR20140041506A (ko) 반응성 증착 프로세스를 위한 가스 시스템
US9905486B2 (en) Method for manufacturing organic EL display device, and film thickness measuring device
RU180391U1 (ru) Испаритель для нанесения покрытий в вакууме
KR100583795B1 (ko) 일산화 규소 증착 재료 및 그 제조 방법
RU2755324C1 (ru) Установка для вакуумного осаждения и способ нанесения покрытия на подложку
RU2677354C1 (ru) Испаритель для нанесения покрытий в вакууме
WO2007103812A1 (en) Method for low temperature production of nano-structured iron oxide coatings
TW202210647A (zh) 氣相沉積設備及在真空腔室中塗覆基板的方法
KR101992337B1 (ko) 대면적 기판 박막코팅장치
US5449535A (en) Light controlled vapor deposition
US2778485A (en) Vacuum tube getter body material
KR100711488B1 (ko) 알루미늄-마그네슘 합금 피막의 제조방법
RU2741042C1 (ru) Устройство для вакуумного нанесения покрытия и способ нанесения покрытия на подложку
JP6975972B2 (ja) Yf3成膜体の製造方法
RU818201C (ru) Способ нанесени вакуумных покрытий на подложки с развитой поверхностью
Chopra et al. Thin film technology: An introduction
EP3749796B1 (en) Deposition apparatus for depositing evaporated material and methods therefor
JP7503398B2 (ja) 真空成膜装置用の部品
JPS58204173A (ja) 蒸着装置および蒸着方法
JPS6046372A (ja) 薄膜形成方法
KR102675986B1 (ko) 개선된 세라믹 마스크 제조 방법 및 그 세라믹 마스크
KR20110137331A (ko) 고온의 회전가능한 타겟을 가진 증착 장치와 그 작동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MG9K Termination of a utility model due to grant of a patent for identical subject

Ref document number: 2677354

Country of ref document: RU

Effective date: 20190116