RU2167955C2 - Apparatus for applying coat to belt - Google Patents

Apparatus for applying coat to belt Download PDF

Info

Publication number
RU2167955C2
RU2167955C2 RU99111869/02A RU99111869A RU2167955C2 RU 2167955 C2 RU2167955 C2 RU 2167955C2 RU 99111869/02 A RU99111869/02 A RU 99111869/02A RU 99111869 A RU99111869 A RU 99111869A RU 2167955 C2 RU2167955 C2 RU 2167955C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tape
magnetron
belt
coating
platform
Prior art date
Application number
RU99111869/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99111869A (en
Inventor
Адил Жианшахович Тулеушев (KZ)
Адил Жианшахович Тулеушев
Юрий Жианшахович Тулеушев (KZ)
Юрий Жианшахович Тулеушев
Владимир Николаевич Лисицын (KZ)
Владимир Николаевич Лисицын
Валерий Николаевич Володин (KZ)
Валерий Николаевич Володин
Светлана Николаевна Ким (KZ)
Светлана Николаевна Ким
Александр Бикетович Асанов (KZ)
Александр Бикетович Асанов
Original Assignee
ТОО "Симпла"
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 ТОО "Симпла" filed Critical ТОО "Симпла"
Publication of RU99111869A publication Critical patent/RU99111869A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167955C2 publication Critical patent/RU2167955C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical, electric, electronic engineering, medical industry etc. SUBSTANCE: apparatus has vacuumizer, at least one magnetron sprayer, gas evacuation system, gas supply system and gas flow rate regulating system, and device for conveying belt from one to the other drum. Mentioned device is made in the form of platform positioned for rotation and provided with passive guiding rollers arranged along platform perimeter. Detachable drums are fixed for reversible rotation on platform within space defined by cover and belt running around outer surfaces of guiding rollers. Apparatus has independent drives and braking devices. Belt surface is in opposed relation to target of at least one magnetron sprayer. Gap defined by parts of belt generatrix between guiding rollers which change direction of motion of belt is closed with screen. Apparatus may be used for applying coats of different composition and purpose. EFFECT: wider operational capabilities and increased efficiency. 5 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области нанесения покрытий, различных по назначению и составу, и может быть использовано в машиностроении, электронной, электротехнической, медицинской и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of coating, different in purpose and composition, and can be used in mechanical engineering, electronic, electrical, medical and other industries.

Известно устройство для нанесения покрытий на протяжные гибкие изделия (RU N 2070944, C 23 C 14/34, заявл. 28.09.93, оп. 27.12.96. Б. N 36), в котором вакуумная камера с секциями соединена с внутренними полостями удлиненных цилиндрических катодов электродных узлов, установленных перпендикулярно камере и электрически от них изолированных. Катоды установлены между цилиндрическими анодами соосно и отделены от них экранами на изолирующих элементах. В вакуумной камере размещены узел транспортировки изделий с подающими и приемными элементами, между которыми установлен узел подачи газа. A device for applying coatings to broach flexible products (RU N 2070944, C 23 C 14/34, decl. 09/28/93, op. 27.12.96. B. N 36), in which the vacuum chamber with sections connected to the internal cavities elongated cylindrical cathodes of electrode assemblies mounted perpendicular to the chamber and electrically isolated from them. The cathodes are mounted coaxially between the cylindrical anodes and are separated from them by shields on insulating elements. In the vacuum chamber there is a unit for transporting products with supply and receiving elements, between which a gas supply unit is installed.

Устройство позволяет формировать многослойные покрытия на подложках большой протяженности, однако процесс нанесения слоев может быть лишь поочередным, что в совокупности с общим подводом газа в вакуумную камеру, предполагающим однотипность реактивного распыления, несколько ограничивает эксплуатационные возможности его. The device allows the formation of multilayer coatings on long substrates, however, the process of applying the layers can only be sequential, which, in combination with the general supply of gas into the vacuum chamber, assuming the same type of reactive spraying, somewhat limits its operational capabilities.

Известно также устройство для нанесения покрытий в вакууме (SU N 1797629, C 23 C 14/34, заявл. 20.09.88, оп. 23.02.93, Б. N 7) на ленточную или проволочную подложки, в котором эмиттер электронов размещен в отдельной камере, сообщающейся с технологической, а плазму с помощью магнитов направляют на мишень прямоугольной, ваннообразной, чашеобразной или воронкообразной формы с возможностью углового и продольного перемещения, снабженную магнитной системой, причем мишень может быть в виде секторов из различных материалов. There is also known a device for coating in vacuum (SU N 1797629, C 23 C 14/34, application. 20.09.88, op. 23.02.93, B. N 7) on a tape or wire substrate, in which the electron emitter is placed in a separate a chamber in communication with the technological one, and the plasma is sent through magnets to a rectangular, bath-shaped, cup-shaped or funnel-shaped target with the possibility of angular and longitudinal movement, equipped with a magnetic system, and the target may be in the form of sectors of various materials.

Устройство позволяет обеспечить формирование смешанных по составу покрытий, но предполагает постоянство состава материала одной мишени или ее составных частей, что ограничивает технологические и эксплуатационные возможности данного технического решения. The device allows for the formation of coatings mixed in composition, but assumes the constancy of the material composition of one target or its components, which limits the technological and operational capabilities of this technical solution.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является установка для непрерывного ионного осаждения покрытия на перемещаемый с высокой скоростью пленочный материал (пат. Японии N 61-54165, C 23 C 14/32, заявл. 12.03.86, оп. 23.03.94), содержащая вакуумную камеру, систему вытяжки, систему подачи газа, источник паров осаждаемого материала, при необходимости устройство для управления источником пара, плазменный пистолет, работающий с градиентом давления, при необходимости направляющие устройства и устройства охлаждения, устройство для подачи и намотки пленки. В установке поток плазмы направляют на осаждаемый материал с получением паров, которые подвергают ионизации, с последующим осаждением ионизированных частиц на поверхность перемещаемой пленки. Closest to the technical nature of the claimed is an installation for continuous ionic deposition of a coating on a film material moving at a high speed (US Pat. N 61-54165, C 23 C 14/32, decl. 12.03.86, op. 23.03.94), containing a vacuum chamber, an exhaust system, a gas supply system, a vapor source of the deposited material, if necessary, a device for controlling a steam source, a plasma gun working with a pressure gradient, if necessary guiding devices and cooling devices, a device for feeding and winding Ki film. In the installation, the plasma stream is directed to the deposited material to obtain vapors that are ionized, followed by the deposition of ionized particles on the surface of the transported film.

Постоянство состава источника паров и газовой смеси при осаждении покрытия на одну ленту и единовременное формирование пленки по толщине также несколько сужают эксплуатационные возможности установки. The constancy of the composition of the vapor source and the gas mixture during deposition of the coating on one tape and the simultaneous formation of a film over the thickness also somewhat reduce the operational capabilities of the installation.

Технический результат от совокупности влияния признаков, предлагаемых в изобретении, как следует из изложенного, заключается в расширении эксплуатационных возможностей установки. The technical result from the totality of the influence of the features proposed in the invention, as follows from the foregoing, is to expand the operational capabilities of the installation.

В предлагаемой установке для нанесения покрытий на ленту, включающей вакуумную камеру, по меньшей мере один магнетронный распылитель, системы эвакуации, подачи и регулирования расхода газа, устройство для перемещения ленты с одного барабана на другой, устройство для перемещения ленты выполнено в виде платформы, имеющей возможность вращения, с установленными на периферии пассивными направляющими роликами, на которой внутри пространства, ограниченного крышкой и лентой, огибающей снаружи пассивные ролики, установлены съемные барабаны с возможностью реверсивного вращения, автономными приводами и тормозными устройствами, причем поверхность ленты размещена оппозитно мишени по меньшей мере одного магнетронного распылителя, а разрыв ленточной образующей между пассивными роликами, изменяющими направление ее движения на барабаны, закрыт экраном. Магнетронные распылители размещены снаружи ленты, огибающей пассивные ролики, со смещением осевой линии магнетронных распылителей по ширине ленты относительно средней линии или без него на расстоянии друг от друга. Магнетронные распылители или часть из них (не менее двух) установлены с фокусировкой осевых линий на одном или нескольких участках ленты, огибающей пассивные ролики. Магнетронные распылители гальванически развязаны между собой и снабжены каждый автономным газоподводом. Между объемом камеры, где размещены магнетронные распылители и платформа устройства для перемещения ленты, и окном для эвакуации газов установлен защитный экран. In the proposed installation for coating a tape, including a vacuum chamber, at least one magnetron atomizer, evacuation systems, supply and regulation of gas flow, a device for moving the tape from one drum to another, the device for moving the tape is made in the form of a platform having the ability rotation with passive guide rollers mounted on the periphery, on which inside the space bounded by a lid and a tape enveloping the passive rollers outside, removable drums with POSSIBILITY reverse rotation, an independent drive and braking devices, the belt surface is placed oppositely to target at least one magnetron sprayer and the gap between passive tape forming rollers which change the direction of its movement on the drums, a screen is closed. Magnetron sprays are placed outside the tape envelope of the passive rollers, with the offset of the center line of the magnetron sprays along the width of the tape relative to the midline or without it at a distance from each other. Magnetron sprays or a part of them (at least two) are installed with focusing of the axial lines on one or several sections of the tape enveloping the passive rollers. The magnetron sputters are galvanically isolated from each other and each equipped with an autonomous gas supply. Between the volume of the chamber where the magnetron sprays are located and the platform of the device for moving the tape, and a window for evacuating gases, a protective screen is installed.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой установки для нанесения покрытий на ленту, на фиг. 2 - сечение установки в плоскости осевых линий магнетронов, на фиг. 3 - схема размещения магнетронов с фокусировкой осевых линий на участках ленты. In FIG. 1 is a diagram of the proposed installation for coating the tape, FIG. 2 is a sectional view of the apparatus in the plane of the axial lines of the magnetrons; FIG. 3 - layout of magnetrons with focusing of the axial lines on the sections of the tape.

Установка представляет собой вакуумную камеру 1, внутри которой размещена платформа 2 с пассивными роликами 3 и барабанами 4 для перемещения ленты 5. Каждый барабан 4 имеет привод 6 и тормозное устройство 7. Снаружи ленты 5 установлены магнетронные распылители 8, осевые линии 9 которых совпадают со средней линией 10 ленты 5 или смещены от нее по ширине. Поверхность ленты 5 расположена напротив распыляемых мишеней 11 магнетронных распылителей 8. Анодные узлы 12 распылителей 8 снабжены газоподводами 13. Одноименные электроды магнетронных распылителей 8 не соединены между собой. Окно 14 для эвакуации газов отделено от объема вакуумной камеры 1, где размещены распылители 8 и платформа 2, защитным экраном 15. Под экраном 15 установлен привод 16 для вращения платформы 2. Платформа 2 с барабанами 4, пассивными роликами 3 и лентой 5 накрыта крышкой 17. Промежуток между пассивными роликами 3, не закрытый лентой 5 при изменении направления ее на барабаны 4, закрыт экраном 18. The installation is a vacuum chamber 1, inside which there is a platform 2 with passive rollers 3 and drums 4 for moving the tape 5. Each drum 4 has a drive 6 and a brake device 7. Outside the tape 5, magnetron sprays 8 are installed, the axial lines 9 of which coincide with the middle line 10 of the tape 5 or offset from it in width. The surface of the tape 5 is located opposite the sprayed targets 11 of the magnetron sprays 8. The anode nodes 12 of the sprays 8 are equipped with gas inlets 13. The same electrodes of the magnetron sprays 8 are not interconnected. The window 14 for evacuating gases is separated from the volume of the vacuum chamber 1, where the nozzles 8 and platform 2 are placed, with a protective screen 15. Under the screen 15, a drive 16 is installed for rotating the platform 2. Platform 2 with drums 4, passive rollers 3 and tape 5 is covered with a cover 17 The gap between the passive rollers 3, not covered by tape 5 when changing its direction to the drums 4, is closed by the screen 18.

Установка работает следующим образом. Предварительно на один из барабанов 4 наматывают ленту 5 и устанавливают на платформу 2. Ленту 5 с полного барабана 4, обводя пассивные ролики 3 снаружи, заводят на другой барабан. После герметизации и эвакуации воздуха из вакуумной камеры 1 платформе 2 придают вращение посредством привода 16. Подачей электрической мощности на магнетронные распылители 8 и газовых смесей через газоподводы 13 к анодным блокам 12 создают плазму низкого давления и распыляют мишени 11. Распыленный материал, оседая на поверхности ленты 5, перемещаемой с платформой 2 относительно магнетронных распылителей 8, формирует слой покрытия, состоящий из субслоев малой толщины, образующихся при разовом прохождении перед распылителем 8. Включением одновременно или поочередно нескольких магнетронов 8 с мишенями 11 из различных металлов или сплавов формируют покрытие соответствующего состава и определенной толщины. Installation works as follows. Previously, one of the drums 4 is wound with a tape 5 and mounted on a platform 2. The tape 5 with a full drum 4, bypassing the passive rollers 3 from the outside, is brought into another drum. After sealing and evacuating the air from the vacuum chamber 1, the platform 2 is rotated by means of the drive 16. By supplying electric power to the magnetron sprays 8 and gas mixtures through gas inlets 13 to the anode blocks 12, low pressure plasma is created and the targets are sprayed 11. The atomized material deposited on the surface of the tape 5, which is moved with the platform 2 relative to the magnetron sprays 8, forms a coating layer consisting of sub-layers of small thickness formed during a single passage in front of the spray 8. By switching on one belt or several magnetrons 8 alternately with targets 11 of various metals or alloys form the corresponding coating composition and a specific thickness.

При этом одновременно включением привода 6 ленту 5 с нанесенным покрытием с пассивных роликов 3 непрерывно сматывают на другой барабан 4, что сопровождается подачей ленты с первого барабана на ролики 3 для напыления. Торможение при этом первого барабана 4 устройством 7 способствует натяжению ленты 5 и организации процесса ее перемещения. Включением нескольких магнетронных распылителей 7 с различными мишенями 11 и газовыми смесями, подаваемыми к анодным блокам 12, варьируют составом покрытий. At the same time, by turning on the drive 6, the coated tape 5 from the passive rollers 3 is continuously wound onto another drum 4, which is accompanied by the feeding of the tape from the first drum to the spraying rollers 3. In this case, braking of the first drum 4 by the device 7 contributes to the tension of the tape 5 and the organization of the process of its movement. The inclusion of several magnetron sprays 7 with different targets 11 and gas mixtures supplied to the anode blocks 12, vary the composition of the coatings.

Смещением осей 9 магнетронных распылителей 8 относительно средней линии 10 обеспечивают постоянство толщины покрытия по ширине ленты 5. Формирование покрытий включением магнетронов 8, расположенных на расстоянии друг от друга, осуществляется субслоями, отличающимися по составу. При фокусировке осей магнетронных распылителей 8 па одном участке ленты 5 наносят смешанные по составу субслои покрытия за счет взаимодействия составляющих плазменных потоков при их совмещении. By offsetting the axes 9 of the magnetron sprays 8 relative to the center line 10, the coating thickness is constant over the width of the tape 5. The coating is formed by the inclusion of magnetrons 8 located at a distance from each other by sublayers that differ in composition. When focusing the axes of the magnetron sprays 8 on one section of the tape 5, coatings mixed in composition are applied due to the interaction of the components of the plasma flows when they are combined.

Экран 18 предотвращает проникновение плазменного потока в пространство, где размещены барабаны 4, и нарушение параметров сформированного покрытия. Защитный экран 15 препятствует попаданию плазмы через окно 14 в систему эвакуации газов и нарушению работы последней, систем управления и устройства привода карусели 16. The screen 18 prevents the penetration of the plasma stream into the space where the drums 4 are located, and the violation of the parameters of the formed coating. The protective screen 15 prevents the ingress of plasma through the window 14 into the gas evacuation system and disruption of the latter, control systems and carousel drive device 16.

При полной перемотке ленты 5 на другой барабан 4 и необходимости формирования отличного по составу или следующего по технологии покрытия или слоя реверсивным включением привода 6 первого барабана 4 ленту 5 перемещают в процессе напыления в обратном направлении с включением тормозного устройства 7 второго барабана 4. Состав покрытия при этом может быть изменен включением распылителей 8, не использованных до этого в формировании покрытия, с другими по составу мишенями 11, а также сменой состава газовых смесей, подаваемых к анодным блокам 12 при мишенях 11, уже подвергнутых частичному распылению. When the tape 5 is completely rewound to another drum 4 and it is necessary to form a coating or a layer that is different in technology or reverse-acting by the drive 6 of the first drum 4, the tape 5 is moved in the reverse direction during spraying with the brake device 7 of the second drum 4 turned on. this can be changed by turning on the atomizers 8, which were not previously used in the formation of the coating, with other compositional targets 11, as well as changing the composition of the gas mixtures supplied to the anode blocks 12 at targets 11, already subjected to partial spraying.

После завершения формирования покрытия или их комбинации прекращают подачу электрической мощности и газовых смесей на магнетронные распылители 8, останавливают вращение платформы 2 и перемещение ленты 5, поднимают давление до атмосферного, вскрывают вакуумную камеру 1, снимают крышку 17, затем барабан 4 с лентой 5, на которой нанесено покрытие. After the formation of the coating or their combination is completed, the supply of electric power and gas mixtures to the magnetron sprays 8 is stopped, the rotation of the platform 2 and the movement of the tape 5 are stopped, the pressure is increased to atmospheric, the vacuum chamber 1 is opened, the cover 17 is removed, then the drum 4 with the tape 5 is which is coated.

При замене снятого барабана 4 другим с лентой 5, подготовленной к напылению, процесс повторяют. When replacing the removed drum 4 with another tape 5, prepared for spraying, the process is repeated.

Использование вращающейся платформы с лентой на пассивных роликах позволяет наносить покрытие па каждом участке ленты многократным прохождением через поток плазмы и формировать всю толщину покрытия весьма тонкими субслоями, что способствует устранению дефектов каждого предыдущего слоя последующим и положительно влияет на качество покрытия в целом. Одновременное с этим перемещение ленты с одного барабана на другой обеспечивает нанесение покрытия но всей длине ленты с сохранением постоянства времени пребывания каждого отдельно взятого отрезка ленты в зоне напыления. Это расширяет эксплуатационные возможности установки. The use of a rotating platform with a tape on passive rollers allows coating on each section of the tape by passing through the plasma stream repeatedly and forming the entire thickness of the coating with very thin sublayers, which helps to eliminate defects of each previous layer later and positively affects the quality of the coating as a whole. At the same time, moving the tape from one drum to another ensures coating over the entire length of the tape while maintaining a constant residence time for each individual piece of tape in the spraying area. This extends the operational capabilities of the installation.

Расположение пассивных роликов на периферии вращающейся платформы сохраняет относительное постоянство расстояния от мишеней до ленты и стабильность условий формирования покрытий. The location of the passive rollers on the periphery of the rotating platform preserves the relative constancy of the distance from the targets to the tape and the stability of the coating formation conditions.

Съемные барабаны упрощают манипуляции с лентой до и после технологического процесса. Автономные приводы позволяют поддерживать постоянной скорость протяжки ленты относительно зоны формирования покрытия при увеличении диаметра намотки на барабане, а также менять направление перемещения ленты на противоположное. Тормозные устройства обеспечивают натяжку ленты при перемещении по роликам и препятствуют изменению условий процесса при провисании ленты на роликах. Снабжение каждого барабана приводом и тормозным устройством позволяет формировать другие покрытия или слои при смене направления движения ленты с полностью или частично нанесенным покрытием. Все это в совокупности также расширяет эксплуатационные возможности установки. Removable drums simplify tape handling before and after the process. Autonomous drives allow you to maintain a constant speed of pulling the tape relative to the zone of formation of the coating with increasing diameter of the winding on the drum, as well as change the direction of movement of the tape to the opposite. Braking devices provide tension to the belt when moving along the rollers and prevent the process from changing when the belt sags on the rollers. The supply of each drum with a drive and a brake device allows the formation of other coatings or layers when changing the direction of movement of the tape with a fully or partially applied coating. All this together also extends the operational capabilities of the installation.

Наличие экрана, закрывающего разрыв ленточной образующей, при смене направления ее движения с пассивных роликов на барабаны и крышки над платформой предотвращает попадание потока плазмы на ленту, находящуюся на барабанах, и искажение состава покрытия и его толщины, что положительно сказывается на достижении технического результата. The presence of a screen closing the gap of the tape generatrix, when changing the direction of its movement from passive rollers to drums and covers above the platform, prevents the plasma flow from entering the tape located on the drums and distortion of the coating composition and its thickness, which positively affects the achievement of the technical result.

Размещение магнетронных распылителей по окружности вращения платформы со смещением осевых линий от средней линии ленты или без смещения (для лент малой ширины) обеспечивает постоянство толщины покрытия по ширине ленты и позволяет послойно менять состав субслоев покрытий. Фокусировка осевых линий распылителей на участке ленты делает возможным формирование смешанных по составу субслоев не только за счет взаимодействия составляющих газовых смесей с материалом мишени, но и между составляющими мишеней нескольких магнетронов. Это расширяет круг технологических операций и соответственно эксплуатационные возможности установки. Placement of magnetron sprays around the platform rotation circle with axial lines displaced from the center line of the tape or without displacement (for tapes of small width) ensures constant coating thickness across the tape width and allows you to layer by layer change the composition of the coating sublayers. Focusing the axial lines of the nebulizers on the tape section makes it possible to form sublayer mixed in composition not only due to the interaction of the constituent gas mixtures with the target material, but also between the components of the targets of several magnetrons. This expands the range of technological operations and, accordingly, the operational capabilities of the installation.

Автономный газоподвод к каждому анодному блоку дает возможность изменения состава газовых смесей и получения нескольких видов покрытий при использовании той же мишени. Отсутствие гальванической связи между однополярными электродами магнетронов позволяет более точно регулировать скорость распыления мишеней и поддерживать заданные технологические параметры, что положительно влияет на качество покрытия. Наличие защитного экрана перед окном для эвакуации газов из вакуумной камеры стабилизирует работу систем управления и работу установки в целом. An autonomous gas supply to each anode block makes it possible to change the composition of gas mixtures and to obtain several types of coatings using the same target. The absence of galvanic coupling between unipolar electrodes of magnetrons makes it possible to more accurately control the sputtering rate of targets and maintain the specified technological parameters, which positively affects the quality of the coating. The presence of a protective screen in front of the window for evacuating gases from the vacuum chamber stabilizes the operation of control systems and the operation of the installation as a whole.

Изложенное в значительной мере расширяет эксплуатационные возможности установки для нанесения покрытий. The above significantly expands the operational capabilities of the installation for coating.

Установка использована при формировании различных по составу и количеству слоев покрытий на лентах из стали, цветных металлов, тефлона и бумаги, а также при получении фольговых изделий напылением. Несколько примеров приведены ниже. The installation was used in the formation of coatings of various composition and number of layers on tapes made of steel, non-ferrous metals, Teflon and paper, as well as in the preparation of foil products by spraying. A few examples are given below.

Пример 1. Нанесение покрытия из нитрида титана на ленту из легированной стали 12Х18Н10Т шириной 40 мм и толщиной 100 мкм при длине 28 м осуществляли с использованием двух магнетронных распылителей, оси которых смещены относительно средней линии ленты на 10 мм в разные стороны, установленных на расстоянии 120 мм друг от друга по окружности, с мишенями из титана при подаче газовой смеси, состоящей из аргона (70%) и азота (30%). Скорость перемещения ленты с барабана на барабан поддерживали равной 4•10-4 м/с, скорость вращения платформы - 0,8 с-1, силу тока разряда 1 А, напряжение 300 В. В результате получено пленочное покрытие золотистого цвета, соответствующее структуре TiN, толщиной 1,2 мкм. Неравномерности толщин покрытия по ширине ленты составили менее 5%, по длине менее 4%.Example 1. The coating of titanium nitride on a strip of alloy steel 12X18H10T with a width of 40 mm and a thickness of 100 μm with a length of 28 m was carried out using two magnetron sprays, the axes of which are offset from the center line of the tape by 10 mm in different directions, installed at a distance of 120 mm from each other around the circumference, with targets made of titanium when applying a gas mixture consisting of argon (70%) and nitrogen (30%). The speed of movement of the tape from drum to drum was maintained equal to 4 • 10 -4 m / s, the rotation speed of the platform was 0.8 s -1 , the discharge current was 1 A, and the voltage was 300 V. As a result, a golden-colored film coating corresponding to the TiN structure was obtained , 1.2 microns thick. The unevenness of the coating thickness across the width of the tape was less than 5%, along the length of less than 4%.

Пример 2. Формирование ленточного сверхпроводника на основе нитрида ниобия проводили на медной ленте шириной 50 мм и толщиной 40 мкм нанесением поочередно слоев титана, нитрида титана и нитрида ниобия с размещением магнетронных распылителей аналогично примеру 1 и использованием мишеней из титана и ниобия. Формирование слоев осуществляли без разгерметизации установки при соответствующем изменении состава газовой смеси, подаваемой в анодные блоки. Условия формирования слоев титана и нитрида титана поддерживали следующими: сила тока 0,8 А, напряжение разряда 300 В, напряжение смещения, приложенное к медной ленте, 50 В, скорость вращения платформы 0,7 с-1. Состав газа: при формировании слоя титана - аргон, нитрида титана - смесь аргона (75%) и азота (25%). Формирование слоя нитрида ниобия осуществляли с подачей газовой смеси аргона (70%) и азота (30%) при скорости вращения платформы 1 с-1, перемещения ленты с одного барабана на другой - 5•10-4 м/с. Получена пленочная композиция с толщиной слоев титана 0,03, нитрида титана 0,12, нитрида ниобия 1,0 мкм, структура нитрида ниобия соответствовала сверхпроводящей фазе δ1- NbN. Неравномерность покрытия по ширине и длине ленты составила менее 4%. Испытание величины адгезии нанесенных слоев к подложке привели к разрыву материала медной ленты при сохранении структуры слоев.Example 2. The formation of a tape superconductor based on niobium nitride was carried out on a copper tape with a width of 50 mm and a thickness of 40 μm by applying alternately layers of titanium, titanium nitride and niobium nitride with the placement of magnetron sputters as in example 1 and using targets from titanium and niobium. The layers were formed without depressurization of the installation with a corresponding change in the composition of the gas mixture supplied to the anode blocks. The conditions for the formation of titanium and titanium nitride layers were supported by the following: current strength 0.8 A, discharge voltage 300 V, bias voltage applied to the copper tape, 50 V, platform rotation speed 0.7 s -1 . Gas composition: during the formation of a layer of titanium - argon, titanium nitride - a mixture of argon (75%) and nitrogen (25%). The formation of a layer of niobium nitride was carried out with a gas mixture of argon (70%) and nitrogen (30%) at a platform rotation speed of 1 s -1 , the tape moving from one drum to another - 5 • 10 -4 m / s. A film composition was obtained with a layer thickness of titanium 0.03, titanium nitride 0.12, niobium nitride 1.0 μm, the structure of niobium nitride corresponded to the superconducting phase δ 1 - NbN. The unevenness of the coating along the width and length of the tape was less than 4%. Testing the adhesion of the deposited layers to the substrate led to rupture of the material of the copper tape while maintaining the structure of the layers.

Пример 3. Формирование покрытия на основе соединений ниобия и алюминия осуществляли на подслой из нитрида титана, нанесенный предварительно. Установка оснащена тремя магиетронными распылителями с мишенями из титана, ниобия и алюминия, причем первый из них смонтирован так, что осевая линия совпадает со средней линией ленты, а осевые линии двух других сфокусированы на одном участке. Формирование покрытия осуществляли на медной ленте шириной 20 мм и толщиной 40 мкм. Нитрид титана получен при подаче к мишени газовой смеси аргона и азота (30%), ниобий и алюминий распыляли с подачей аргона. Условия нанесения нитрида титана соответствовали таковым в примере 1. Покрытие из Nb3Al сформировали, поддерживая ток разряда на магнетронном распылителе с ниобиевой мишенью, равный 1 А, с алюминиевой - 0,3 А. Скорость перемещения ленты при нанесении нитрида титана 2•10-4, алюминида ниобия - 4•10-4 м/с. Покрытие Nb3Al сформировано наложением потоков плазмы двух магнетронных распылителей при фокусировке их осей на одном участке ленты, причем вся толщина (1 мкм) нанесена субслоями малой толщины 1,0 - 1,5 им, что способствовало устранению дефектов каждого нанесенного субслоя последующим и улучшило качество покрытия.Example 3. The formation of a coating based on compounds of niobium and aluminum was carried out on a sublayer of titanium nitride, previously applied. The setup is equipped with three magnetron sprays with targets made of titanium, niobium and aluminum, the first of which is mounted so that the center line coincides with the middle line of the tape, and the center lines of the other two are focused on one section. The coating was formed on a copper tape 20 mm wide and 40 microns thick. Titanium nitride was obtained by feeding a gas mixture of argon and nitrogen (30%) to the target, niobium and aluminum were sprayed with argon. The conditions for the deposition of titanium nitride corresponded to those in Example 1. A coating of Nb 3 Al was formed while maintaining the discharge current on a magnetron atomizer with a niobium target equal to 1 A, with aluminum - 0.3 A. The speed of the tape when applying titanium nitride 2 • 10 - 4 , niobium aluminide - 4 • 10 -4 m / s. The Nb 3 Al coating is formed by superimposing the plasma flows of two magnetron sprays while focusing their axes on one portion of the tape, and the entire thickness (1 μm) is applied by sublayers of small thickness 1.0-1.5 to them, which helped to eliminate defects of each applied sublayer subsequently and improved coating quality.

Таким образом, приведенные примеры использования установки для нанесения покрытий свидетельствуют о расширении эксплуатационных возможностей ее при формировании сложных композиционных покрытий. Thus, the above examples of the use of the installation for coating show the expansion of its operational capabilities in the formation of complex composite coatings.

Claims (5)

1. Установка для нанесения покрытий на ленту, включающая вакуумную камеру, по меньшей мере один магнетронный распылитель, системы эвакуации, подачи и регулирования расхода газа, устройство для перемещения ленты с одного барабана на другой, отличающаяся тем, что устройство для перемещения ленты выполнено в виде платформы, имеющей возможность вращения, с установленными на периферии пассивными направляющими роликами, на которой внутри пространства, ограниченного крышкой и лентой, огибающей снаружи пассивные ролики, установлены съемные барабаны с возможностью реверсивного вращения автономными приводами и тормозными устройствами, причем поверхность ленты размещена оппозитно мишени по меньшей мере одного магнетронного распылителя, а разрыв ленточной образующей между пассивными роликами, изменяющими направление ее движения на барабаны, закрыт экраном. 1. Installation for coating the tape, including a vacuum chamber, at least one magnetron atomizer, evacuation systems, supply and regulation of gas flow, a device for moving the tape from one drum to another, characterized in that the device for moving the tape is made in the form removable bar mounted on the periphery with passive guide rollers mounted on the periphery, on which inside the space bounded by a cover and a tape enveloping the passive rollers outside, removable bars are installed Abans with the possibility of reverse rotation by self-contained drives and braking devices, the surface of the tape being placed opposite to the target of at least one magnetron atomizer, and the gap between the tape forming between the passive rollers changing the direction of its movement to the drums is covered by a screen. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что магнетронные распылители размещены снаружи ленты, огибающей пассивные ролики, со смещением осевой линии магнетронных распылителей по ширине ленты относительно средней линии или без него на расстоянии друг от друга. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the magnetron sprays are placed outside the tape envelope of the passive rollers, with the displacement of the axial line of the magnetron sprays along the width of the tape relative to the midline or without it at a distance from each other. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что магнетронные распылители или часть из них не менее двух установлены с фокусировкой осевых линий на одном или нескольких участках ленты, огибающей пассивные ролики. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the magnetron sprays or at least two of them are installed with the focus of the axial lines on one or more sections of the tape enveloping the passive rollers. 4. Установка по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что магнетронные распылители гальванически развязаны и снабжены каждый автономным газоподводом. 4. Installation according to claims 2 and 3, characterized in that the magnetron sputters are galvanically isolated and each equipped with an autonomous gas supply. 5. Установка по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что между объемом камеры, где размещены магнетронные распылители и платформа устройства для перемещения ленты, и окном для эвакуации газов установлен защитный экран. 5. Installation according to claims 1 to 4, characterized in that a protective screen is installed between the volume of the chamber where the magnetron sprays are located and the platform of the device for moving the tape, and the window for evacuating gases.
RU99111869/02A 1999-02-12 1999-06-01 Apparatus for applying coat to belt RU2167955C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ990152.1 1999-02-12
KZ990152 1999-02-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99111869A RU99111869A (en) 2001-04-10
RU2167955C2 true RU2167955C2 (en) 2001-05-27

Family

ID=19720802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99111869/02A RU2167955C2 (en) 1999-02-12 1999-06-01 Apparatus for applying coat to belt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167955C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449050C1 (en) * 2008-04-14 2012-04-27 Улвак, Инк. Winding-type vacuum deposition plant
RU2482219C2 (en) * 2008-11-05 2013-05-20 Улвак, Инк. Vacuumised coiling device
RU2521939C1 (en) * 2013-04-24 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" Device to produce electrode material
RU182457U1 (en) * 2017-12-27 2018-08-17 Общество с ограниченной ответственностью "Накопители Энергии Супер Конденсаторы" (ООО "НЭСК") Installation for vacuum magnetron sputtering of thin films

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449050C1 (en) * 2008-04-14 2012-04-27 Улвак, Инк. Winding-type vacuum deposition plant
RU2482219C2 (en) * 2008-11-05 2013-05-20 Улвак, Инк. Vacuumised coiling device
RU2521939C1 (en) * 2013-04-24 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" Device to produce electrode material
RU182457U1 (en) * 2017-12-27 2018-08-17 Общество с ограниченной ответственностью "Накопители Энергии Супер Конденсаторы" (ООО "НЭСК") Installation for vacuum magnetron sputtering of thin films

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0665729A (en) Method and apparatus for vapor deposition by sputtering of liquid substance
US5215638A (en) Rotating magnetron cathode and method for the use thereof
US20090324972A1 (en) Method for depositing of barrier layers on a plastic substrate as well as coating device therefor and a layer system
MX2008005318A (en) Cathode incorporating fixed or rotating target in combination with a moving magnet assembly and applications thereof.
US7556695B2 (en) Apparatus to make nanolaminate thermal barrier coatings
EP3644343B1 (en) A coating system for high volume pe-cvd processing
CA2593063A1 (en) Oscillating shielded cylindrical target assemblies and their methods of use
US5690796A (en) Method and apparatus for layer depositions
EP0719874A1 (en) Process of and apparatus for forming thin films of metallic compounds
RU2167955C2 (en) Apparatus for applying coat to belt
CN105349955B (en) Integrated anode in magnetron sputtering apparatus and active reaction gas source device
US9885107B2 (en) Method for continuously forming noble metal film and method for continuously manufacturing electronic component
CA1232230A (en) Process and device for producing metallic coatings
RU1797629C (en) Device for applying coatings in vacuum
CN100487156C (en) Metal plate belt vacuum film coating equipment
RU2203979C2 (en) Plant for application of coats on wide tape
JPH0364442A (en) Continuous etching of stainless steel strip and method and apparatus for plating alunimum
JP4601385B2 (en) Pressure gradient ion plating film deposition system
RU2155242C2 (en) Device for applying coats under vacuum
JP2716844B2 (en) Thermal spray composite film forming method
JP2006124781A (en) Pressure gradient type ion plating film deposition apparatus and film deposition method
RU182457U1 (en) Installation for vacuum magnetron sputtering of thin films
RU41023U1 (en) MAGNETRON SPRAYING DEVICE
CN2934268Y (en) Metal plate belt vacuum film coating equipment
RU2707688C1 (en) Device for forming coating from cubic tungsten carbide

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030602