RU213627U1 - The holder of products having a through cavity - Google Patents

The holder of products having a through cavity Download PDF

Info

Publication number
RU213627U1
RU213627U1 RU2022105937U RU2022105937U RU213627U1 RU 213627 U1 RU213627 U1 RU 213627U1 RU 2022105937 U RU2022105937 U RU 2022105937U RU 2022105937 U RU2022105937 U RU 2022105937U RU 213627 U1 RU213627 U1 RU 213627U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holder
product
coating
cavity
products
Prior art date
Application number
RU2022105937U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Яковлевич Мокрицкий
Вадим Юрьевич Шелковников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU213627U1 publication Critical patent/RU213627U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для позиционирования изделий при нанесении покрытий в установках, работающих по методу конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ). Электропроводный держатель для неэлектропроводного изделия со сквозной конической полостью, позиционируемого в камере установки для нанесения покрытия методом конденсации с ионной бомбардировкой, выполнен с возможностью размещения внутри конической полости изделия с зазорами и снабжен опорами в виде поясков для контактирования с внутренней конической поверхностью изделия. Обеспечивается усовершенствование конструкции держателя изделия для нанесения покрытия на изделие, выполненное из материала, не обладающего электропроводностью и имеющего сквозную открытую полость конической формы. 1 ил.The utility model relates to devices for positioning products during coating in installations operating according to the ion bombardment condensation method (IBM). An electrically conductive holder for a non-conductive product with a through conical cavity, positioned in the chamber of the installation for applying the coating by condensation with ion bombardment, is made with the possibility of being placed inside the conical cavity of the product with gaps and provided with supports in the form of belts for contact with the internal conical surface of the product. EFFECT: improved design of the product holder for coating the product, made of a material that does not have electrical conductivity and has a through open cavity of a conical shape. 1 ill.

Description

Решение относится к устройствам для позиционирования изделий при нанесении покрытий в установках, работающих по методу конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ). Устройства предусматривают, что изделия выполнены из материалов, не обладающих электропроводностью, например, из стекла, и имеют сквозную полость.The solution relates to product positioning devices for coating applications in ion bombardment condensation (IBM) plants. The devices provide that the products are made of materials that do not have electrical conductivity, such as glass, and have a through cavity.

Уровень развития техники известен из решения [US4558388A, С23С 14/50, Опубликовано 10.12.1985]. Данное решение описывает способ нанесения покрытия и устройство для реализации способа. Они служат для нанесения покрытия на изделия (подложки), имеющие периферийную кромку которая обычно является плоской или выпуклой, выполнена с канавкой на такой кромке, посредством чего подложка удерживается лезвием, входящим в зацепление с указанной канавкой на краю подложки. Изобретение также относится к подложке, имеющей такую рифленую кромку, и к покрытой подложке, имеющей такую рифленую кромку. Под подложкой в данном решении понимается магнитные диски как носители информации, применяемые в компьютерах.The state of the art is known from the decision [US4558388A, C23C 14/50, Published 12/10/1985]. This decision describes the method of coating and the device for implementing the method. They serve to coat products (substrates) having a peripheral edge which is usually flat or convex, provided with a groove on such an edge, whereby the substrate is held by a blade engaging said groove on the edge of the substrate. The invention also relates to a substrate having such a grooved edge and to a coated substrate having such a grooved edge. The substrate in this solution refers to magnetic disks as information carriers used in computers.

Устройство для нанесения покрытия выполнено двухкамерным в вертикальной плоскости. Заготовка изделия, выполненного предпочтительно в виде жесткого немагнитного алюминиевого диска, перемещается специальным лезвием вертикально между камерой вакуумной обработки и камерой нанесения вакуумного напыления и обратно. Устройство сопряжено в горизонтальной плоскости со специальным сектором для остывания изделий после нанесения покрытия. Подложка удерживается лезвием таким образом, чтобы подложка висела своим центральным отверстием на лезвии. Лезвие, в дополнение к удержанию подложки на месте во время операции нанесения покрытия, является частью конструкции для подъема и опускания подложки между держателем и положением, в котором выполняется нанесение покрытия. Единственное лезвие - это единственный предмет, который соприкасается с подложкой, когда подложка поднимается, опускается и удерживается на месте.The device for coating is made two-chamber in the vertical plane. The workpiece, preferably made in the form of a rigid non-magnetic aluminum disk, is moved by a special blade vertically between the vacuum processing chamber and the vacuum deposition chamber and back. The device is connected in the horizontal plane with a special sector for cooling products after coating. The backing is held by the blade such that the backing hangs from its central hole on the blade. The blade, in addition to holding the substrate in place during the coating operation, is part of the structure for raising and lowering the substrate between the holder and the coating position. The single blade is the only object that makes contact with the backing as the backing is raised, lowered and held in place.

Недостатком данного решения является его сложность (две камеры и специальный сектор), трудоемкость нанесения покрытия, предназначение устройства (диски для компьютеров), применение распыления покрытия (в предлагаемом нами решении используется простая конструкция установки, осуществляющей нанесение покрытия конденсацией с ионной бомбардировкой (КИБ).The disadvantage of this solution is its complexity (two chambers and a special sector), the complexity of coating, the purpose of the device (computer disks), the use of coating spraying (in our solution, a simple design of an installation that performs ion bombardment condensation coating (CIB) is used).

Известно решение [Патент РФ №162503 на полезную модель «Подложкодержатель». Опубл. 10.06.2016, Бюл. №16].Known solution [RF Patent No. 162503 for utility model "Substrate holder". Published 06/10/2016, Bull. No. 16].

В нем подложкодержатель выполнен пустотелым с прорезями (полостями) для размещения изделий при нанесении покрытий в установках, работающих по методу конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ). В качестве изделий рассмотрены сменные пластины режущих инструментов. Преимущественно пластины выполнены из твердого сплава (хорошая электропроводность материала) или режущей керамики (низкая электропроводность материала). Размер пластин превышает размер прорезей в подложкодержателе.In it, the substrate holder is made hollow with slots (cavities) for placing products during coating in installations operating according to the ion bombardment condensation method (CIB). Replaceable plates of cutting tools are considered as products. Preferably, the inserts are made of tungsten carbide (good electrical conductivity of the material) or cutting ceramics (low electrical conductivity of the material). The size of the plates exceeds the size of the slots in the substrate holder.

Недостатком решения является отсутствие возможности позиционировать изделия, имеющие сквозную открытую полость и выполненные из материала, не обладающего электропроводностью, например, из стекла, на наружную поверхность которых требуется нанести покрытие. Отсутствие электропроводности у материалов таких изделий не позволяет обеспечить электрический потенциал между изделиями и катодом установки, при испарении которого ионы металла при горении электрической дуги проходят через газообразнуую среду, например, через азотную среду, камеры установки, в которой установлен подложкодержатель, и в обычных условиях оседают в виде покрытия, например, нитрида титана, на поверхностях изделий.The disadvantage of the solution is the inability to position products having a through open cavity and made of a material that does not have electrical conductivity, for example, glass, on the outer surface of which it is required to apply a coating. The lack of electrical conductivity of the materials of such products does not allow providing an electric potential between the products and the cathode of the installation, during the evaporation of which metal ions pass through a gaseous medium, for example, through a nitrogen environment, the chamber of the installation in which the substrate holder is installed, and under normal conditions settle in the form of a coating, for example, titanium nitride, on the surfaces of products.

Наиболее близким к заявляемому решению является решение [Патент РФ №154036 МПК С23С 14/00 от 10.08.2015, Бюл. №22]. В нем предложено устройство для формирования локальной зоны для нанесения металлического покрытия на наружной поверхности защитной трубчатой оболочки, выполненной из лейкосапфира газоразрядной лампы с цезиевым наполнением, содержащее вертикально установленный с возможностью вращения вокруг своей оси металлический стержневой держатель, предназначенный для размещения на нем упомянутой оболочки с примыканием внутренней ее части к наружной поверхности держателя, маску, соосную с держателем и состоящую из полого металлического цилиндра и металлического диска, расположенных соответственно на держателе у противоположных концов упомянутой оболочки, при этом на конце держателя, на котором расположен полый цилиндр маски, выполнена кольцевая ступень, а упомянутый цилиндр маски с внутренней стороны имеет кольцевую ступень и закреплен на держателе с примыканием одной стороны ступени к кольцевой ступени держателя, а другой - к оболочке, а металлический диск выполнен со сквозным отверстием, в котором жестко закреплен держатель оболочки посредством фиксирующего элемента, и с кольцевой ступенью на торцевой поверхности со стороны примыкания к нему наружной поверхности упомянутой оболочки, при этом обращенные друг к другу торцы диска и цилиндра расположены на расстоянии, соответствующем заданной длине зоны нанесения металлического покрытия на наружной поверхности упомянутой оболочки, а полый цилиндр маски выполнен длиной, выбранной из условия обеспечения экранирования упомянутой оболочки за исключением зоны нанесения на нее покрытия.Closest to the claimed solution is the solution [RF Patent No. 154036 IPC S23S 14/00 dated 10.08.2015, Bull. No. 22]. It proposes a device for forming a local zone for applying a metal coating on the outer surface of a protective tubular shell made of a cesium-filled gas-discharge lamp leucosapphire, containing a metal rod holder vertically mounted with the possibility of rotation around its axis, designed to place the said shell on it with adjoining its inner part to the outer surface of the holder; and the said cylinder of the mask has an annular step on the inside and is fixed on the holder with one side of the step adjacent to the annular step of the holder, and the other to the shell, and the metal disk is made with a through hole in which the shell holder is rigidly fixed by means of a fixing element, and with an annular step on the end surface from the side of the outer surface of the said shell adjacent to it, while the ends of the disk and cylinder facing each other are located at a distance corresponding to the specified length of the zone for applying the metal coating on the outer surface of the said the shell, and the hollow cylinder of the mask is made with a length selected from the condition of ensuring the shielding of the said shell, with the exception of the zone of coating on it.

Недостатком данного решения является ограниченная область его применения, т.е. нанесение металлического покрытия обеспечивается только на наружной поверхности защитной трубчатой оболочки, выполненной из лейкосапфира.The disadvantage of this solution is the limited scope of its application, i.e. deposition of a metal coating is provided only on the outer surface of the protective tubular shell made of leucosapphire.

Техническим результатом заявляемого решения является усовершенствование конструкции держателя изделий для обеспечения возможности нанесения покрытий на изделия, выполненные из материалов, не обладающих электропроводностью, и имеющих сквозную (открытую) коническую полость.The technical result of the proposed solution is to improve the design of the product holder to ensure the possibility of applying coatings to products made from materials that do not have electrical conductivity and have a through (open) conical cavity.

Технический результат достигается тем, что держатель выполнен из электропроводного теплопроводного (теплоемкого) материала и выполнен с возможностью расположения внутри конической полости изделия. Его размеры меньше соответствующих размеров внутренней поверхности изделия для того, чтобы образовать зазоры. Зазоры образованы (выполнены) везде за исключением мест, в которых держатель контактирует с внутренней поверхностью изделия. Эти места образованы за счет наличия у держателя опор, выполненных, например, в виде поясков.The technical result is achieved by the fact that the holder is made of an electrically conductive heat-conducting (heat-intensive) material and is configured to be located inside the conical cavity of the product. Its dimensions are smaller than the corresponding dimensions of the inner surface of the product in order to form gaps. The gaps are formed (performed) everywhere except for the places where the holder is in contact with the inner surface of the product. These places are formed due to the presence of supports on the holder, made, for example, in the form of belts.

Размеры и форма поясков, как и самого держателя, роли не играют. Но чем больше объем держателя, тем больше он передаст тепла изделию, тем больше нагреется изделие, тем выше будет прочность сцепления покрытия с изделием.The size and shape of the belts, as well as the holder itself, do not play a role. But the larger the volume of the holder, the more it will transfer heat to the product, the more the product will heat up, the higher will be the adhesion strength of the coating to the product.

Под воздействием потока ионов, испаряемых с поверхности катода, под действием электрического потенциала между держателем (к нему подведен электрический ток, он электропроводен) и катодом держатель разогревается до необходимой температуры и передает свое тепло материалу изделия, при этом на поверхностях изделия оседает покрытие.Under the influence of the flow of ions evaporating from the surface of the cathode, under the action of an electric potential between the holder (an electric current is supplied to it, it is electrically conductive) and the cathode, the holder is heated to the required temperature and transfers its heat to the material of the product, while a coating is deposited on the surfaces of the product.

Таким образом, заявляемое решение, как и в прототипе, представляет собой электропроводный держатель для неэлектропроводного изделия со сквозной конической полостью, позиционируемого в камере установки для нанесения покрытия методом конденсации с ионной бомбардировкойThus, the claimed solution, as in the prototype, is an electrically conductive holder for a non-conductive product with a through conical cavity, positioned in the chamber of the installation for coating by condensation with ion bombardment

Однако заявляемый держатель отличается тем, что он выполнен с возможностью расположения внутри конической полости изделия с зазорами, снабжен упорами в виде поясков для контактирования с внутренней поверхностью изделия. На фигуре представлена принципиальная схема и расположение держателя при конической форме поверхности изделия.However, the inventive holder differs in that it is made with the possibility of being located inside the conical cavity of the product with gaps, provided with stops in the form of belts for contact with the inner surface of the product. The figure shows a schematic diagram and the location of the holder with a conical shape of the surface of the product.

На фигуре представлена принципиальная схема и расположение держателя в камере для нанесения покрытия. Для нанесения покрытий на изделия со сквозной конической полостью держатель 1 установлен на опору 2, монтируемую на столе камеры установки, предназначенной для нанесения покрытия. На держатель 1 установлено изделие 3, выполненное из материала, не имеющего электропроводности или имеющего низкую электропроводность. Изделие 3 со сквозной конической полостью на держателе 1 открытой полостью большего диаметра ориентировано вниз. Размеры держателя меньше размеров полости изделия на величину зазоров 4 за исключением тех мест, где зазоров нет в силу того, что держатель снабжен опорами 5, выполненными, например, в виде поясков, размеры которых соответствуют размерам поверхности изделия, имеющего коническую форму сквозной полости.The figure shows the circuit diagram and location of the holder in the coating chamber. To apply coatings on products with a through conical cavity, holder 1 is mounted on support 2 mounted on the table of the installation chamber intended for coating. On the holder 1 there is a product 3 made of a material that does not have electrical conductivity or has a low electrical conductivity. Product 3 with a through conical cavity on the holder 1 with an open cavity of larger diameter is oriented downwards. The dimensions of the holder are smaller than the dimensions of the cavity of the product by the size of the gaps 4, except for those places where there are no gaps due to the fact that the holder is equipped with supports 5, made, for example, in the form of belts, the dimensions of which correspond to the dimensions of the surface of the product having a conical shape of the through cavity.

К опоре подведен токопровод 6. Камеру установки вакуумируют, опоре 2 задают вращение (либо вращают стол установки, на котором установлены несколько опор с изделиями), между токопроводом 6 опоры 2 и катодом 7 задают необходимый электрический потенциал U, зажигают искру на катоде, камеру установки заполняют газом, например, азотом, ионы испаряемого катода 4, проходя через газовую среду, воздействуют на материал держателя и нагревают его до необходимой температуры. Тепло от держателя передается материалу изделия, ионы испаряемого катода оседают на наружной поверхности изделий в виде покрытия, например, нитрида циркония, титана и т.д. В качестве материала держателя можно использовать разные тугоплавкие материалы, например, сформованную (она измельчена, спрессована) стружку, образующуюся при обработке сталей резанием. Стружка должна быть очищена и промыта. Более технологично изготовление держателя из дробленного лома твердого сплава, который спечен в нужные размеры по методу порошковой металлургии. Такой материал держателя позволяет нагреть держатель до более высоких (чем при использовании стружки) температур, что способствует повышению прочности сцепления покрытия с поверхностью изделия.Conductor 6 is connected to the support. The installation chamber is evacuated, support 2 is set to rotate (or the installation table is rotated, on which several supports with products are installed), the required electric potential U is set between the current conductor 6 of support 2 and cathode 7, a spark is ignited on the cathode, the installation chamber filled with gas, for example, nitrogen, the ions of the evaporated cathode 4, passing through the gaseous medium, act on the material of the holder and heat it up to the required temperature. The heat from the holder is transferred to the product material, the ions of the evaporated cathode are deposited on the outer surface of the products in the form of a coating, for example, zirconium nitride, titanium, etc. Various refractory materials can be used as the holder material, for example, molded (it is crushed, pressed) chips formed during the machining of steels by cutting. The shavings must be cleaned and washed. More technologically advanced is the manufacture of a holder from crushed hard alloy scrap, which is sintered to the required dimensions using the powder metallurgy method. Such holder material allows heating the holder to higher (than when using chips) temperatures, which increases the adhesion strength of the coating to the surface of the product.

Размеры и форма поясков, как и самого держателя, роли не играют. Но чем больше объем держателя, тем больше он передаст тепла изделию, тем больше нагреется изделие, тем выше будет прочность сцепления покрытия с изделием.The size and shape of the belts, as well as the holder itself, do not play a role. But the larger the volume of the holder, the more it will transfer heat to the product, the more the product will heat up, the higher will be the adhesion strength of the coating to the product.

Таким образом, обеспечено достижение указанного технического результата.Thus, the achievement of the specified technical result is ensured.

Claims (1)

Электропроводный держатель для неэлектропроводного изделия со сквозной конической полостью, позиционируемого в камере установки для нанесения покрытия методом конденсации с ионной бомбардировкой, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью размещения внутри конической полости изделия с зазорами и снабжен опорами в виде поясков для контактирования с внутренней конической поверхностью изделия.An electrically conductive holder for a non-conductive product with a through conical cavity, positioned in the chamber of an ion bombardment condensation coating apparatus, characterized in that it is arranged to be placed inside the conical cavity of the product with gaps and provided with supports in the form of belts for contact with the inner conical surface products.
RU2022105937U 2022-03-04 The holder of products having a through cavity RU213627U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU213627U1 true RU213627U1 (en) 2022-09-20

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2416273A1 (en) * 1978-01-31 1979-08-31 Inst T Avtomobilno Vacuum coating appts. esp. for high speed steel or hard metal tools - has coating source material coaxially beneath hollow carrier for tools
US6103070A (en) * 1997-05-14 2000-08-15 Applied Materials, Inc. Powered shield source for high density plasma
UA7111C2 (en) * 1993-12-10 2000-11-15 Данило Андрійович Дудко Method for ion-beam sputtering and device for realization thereof
RU2437964C2 (en) * 2010-01-11 2011-12-27 Вера Дмитриевна Мирошникова Substrate holder and installation for application of coating by method of magnetron sputtering on its base
RU154036U1 (en) * 2014-12-02 2015-08-10 Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "ЗЕНИТ" DEVICE FOR FORMING A LOCAL ZONE FOR APPLYING A METAL COATING ON THE EXTERNAL SURFACE OF A PROTECTIVE TUBULAR SHELL FROM A LEUKOSPHIRE OF A GAS DISCHARGE LAMP WITH A CESIUM FILLING
RU162503U1 (en) * 2015-11-17 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") SUBSTANCE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2416273A1 (en) * 1978-01-31 1979-08-31 Inst T Avtomobilno Vacuum coating appts. esp. for high speed steel or hard metal tools - has coating source material coaxially beneath hollow carrier for tools
UA7111C2 (en) * 1993-12-10 2000-11-15 Данило Андрійович Дудко Method for ion-beam sputtering and device for realization thereof
US6103070A (en) * 1997-05-14 2000-08-15 Applied Materials, Inc. Powered shield source for high density plasma
RU2437964C2 (en) * 2010-01-11 2011-12-27 Вера Дмитриевна Мирошникова Substrate holder and installation for application of coating by method of magnetron sputtering on its base
RU154036U1 (en) * 2014-12-02 2015-08-10 Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "ЗЕНИТ" DEVICE FOR FORMING A LOCAL ZONE FOR APPLYING A METAL COATING ON THE EXTERNAL SURFACE OF A PROTECTIVE TUBULAR SHELL FROM A LEUKOSPHIRE OF A GAS DISCHARGE LAMP WITH A CESIUM FILLING
RU162503U1 (en) * 2015-11-17 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") SUBSTANCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6896754B2 (en) Methods and equipment for controlling ion fractionation in the physical vapor deposition process
CN108914073B (en) Sputtering target with back cooling groove
EP2369035B1 (en) Evaporation source
US4865712A (en) Apparatus for manufacturing planarized aluminum films
JP3965258B2 (en) Ceramic gas supply structure for semiconductor manufacturing equipment
EP0012954B1 (en) Bias sputter deposition apparatus and its method of use
EP0073643A1 (en) Sputtering apparatus
WO2005024092A2 (en) Particulate reduction using temperature-controlled chamber shield
JPS6255931A (en) Formation of metal silicide contact and sputtering apparatustherefor
CN108359957A (en) Deposition ring and electrostatic chuck for physical vapor deposition chamber
CN109338292B (en) Vacuum coating device for inner wall of pipe fitting and production process
KR20070009450A (en) Reducing electrostatic charge by roughening the susceptor
WO2005048341A1 (en) Electrostatic chuck including a heater mechanism
RU213627U1 (en) The holder of products having a through cavity
JP4756434B2 (en) Film forming device
TWI597376B (en) Processing arrangement with temperature conditioning arrangement and method of processing a substrate
KR20000065504A (en) Diamond deposition apparatus and method thereof
CN116904953A (en) Vapor deposition equipment
RU213628U1 (en) Electrically conductive holder for a non-conductive product with a through cylindrical cavity
RU2522874C1 (en) Method to protect aluminium surface against corrosion
KR102597416B1 (en) vacuum processing device
JP7326036B2 (en) Cathode unit for magnetron sputtering equipment
US20180096867A1 (en) Heating apparatus with controlled thermal contact
CN108538744A (en) Chuck assembly and semiconductor processing equipment
RU2110606C1 (en) Device for deposition of surface layers on articles by method of treatment with gas-discharge plasma