SE458205B - Foerfarande och anordning foer belaeggning av ett substrat med material, som paa elektrisk vaeg har oeverfoerts till aangfas - Google Patents

Foerfarande och anordning foer belaeggning av ett substrat med material, som paa elektrisk vaeg har oeverfoerts till aangfas

Info

Publication number
SE458205B
SE458205B SE8402153A SE8402153A SE458205B SE 458205 B SE458205 B SE 458205B SE 8402153 A SE8402153 A SE 8402153A SE 8402153 A SE8402153 A SE 8402153A SE 458205 B SE458205 B SE 458205B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
electrode
substrate
arc
coating
temperature
Prior art date
Application number
SE8402153A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8402153L (sv
SE8402153D0 (sv
Inventor
E Pinkhasov
Original Assignee
Vapor Technologies Inc
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 Vapor Technologies Inc filed Critical Vapor Technologies Inc
Publication of SE8402153D0 publication Critical patent/SE8402153D0/sv
Publication of SE8402153L publication Critical patent/SE8402153L/sv
Publication of SE458205B publication Critical patent/SE458205B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055Arc discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • 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
    • 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
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal

Description

458 205 -2- mellan två material som skall påföras, till exempel bilda karbider, borider, silioider, nitrider och kisslkarbider.
Sålunda har redan blivit känt ett förfarande för yáförande av ett ma- terial genom förângning på ett substrat, vilket förfarande, som redan sagts, utnyttjar en elektrisk ljusbåge vilken tändes mellan en pöl av smält material och en motelsktrod, varigenom materialet på pölens yta förângas och överföring av det förångade materialet i ångform till substratet i vakuumkammaren åstadkommes.
Pölen av smält metall kan i sin tur bildas genom att en ljusbåge tändes mellan denna motelektrod och en elektrod bestående av det material som skall påföras i ångform, varvid värmet i ljusbâgen till att börja med smälter materialet i den sist nämnda elektroden så att pölen bildas.
Kroppen av det material som skall förångas har en större tvärsektion En den ljusbâgständande elektroden, så att yölen av smält metall bildas i denna kropp och en ihâlighet åstadkommes i vilken pölen bildas. En för- del med denna metod är att behovet av en degel eller behållare för pö- len av smält material elimineras.
Vid ett sådant system kan motelektroden dessutom föras till och från kontakt med pölen för att därmed pâföra motelektroden något av smältan så att av det vid elektrodspetsen alstrade värmet åtsminstone delvis förångas det material som överförts därtill,och sålunda till en del bildas de anger som skall överföras till substratst.
I detta system bildas till en början ett vakuum motsvarande ett tryck reducerat till storleksordningen 10-6 torr, medan dríftstrycket är maximalt 10-5 torr, och för effektiva resultat befanns att det krävs ett elektriskt strömflöde av 100-200 smper genom ljusbågen vid en spänning om 70 - 120 volt likström. Dessa vakuumnivâer är i allmänhet högre än de som an- vändes dessförinnan och.likasd var de använda strömmarna avsevärt större. Avlagringshastigheterna var i allmänhet 0,1 - 0,3 gram per minut Systemet kunde användas,i likhet med föreliggande system, för att bil- da kiseldioxid-, silicid- eller karbidbelëggningar på ett substrat, för att framställa silicider genom reaktion av kisel med ett substratmate- rial vid ångpåföring av kisel på substratet, eller för att belägga substrat med praktiskt taget vilken önskad metall eller legering som 458 205 helst för att bilda ekyddsbeläggningar eller beläggningar för andra ändamål.
Användningen av detta system har visat sig vara mycket bred och produk- terna finner användning inom metallurgisk, kemisk, elektrisk, elek- tronisk, optisk, raket- ooh rymdteknisk industri samt inom nltravakuun- och kärnindustri. Förfarandet har befunnits vara speciellt effektivt för att bilda spegelliknande beläggningar, framställa reflekterar, pâ- föra antikorrosionsbeläggningar och -filmer, för produkter i flata och andra utformningar samt för att framställa flerskiktsbelâggningar 1 filmer för halvledarkomponsntsr, högohmiga resistorer och överallt där det erfordras ytmodifiering hos ett eubstrat. Metallnitridbeläggningar bildades när kväve insläpptss i det evakuerade utrymmet där vakuumet stabiliserades vid omkring 2,5 x 10-5 torr. Det förångade elektrodmate- rialet förenar sig med kväve och motsvarande nitrider utfälls.
Tvâelektrodsystemet kan användas för att bilda föreningar in situ ur de båda elektrodernas material. En av elektroderna kan vara en metall- elektrod bestående av titan, volfram, aluminium eller koppar av hög ren- het, medan den andra elektroden skulle kunna vara en silicid, borid eller karbid (eller kisel, bor eller kol) så att avlagringen blir en silicid, borid eller karbid av metallen med hög renhet. När en elektrod är av grafit eller karbid och den andra är en silioid, bildas kiselkar- bid i ljusbågen och avlagras. När båda elektroderna är silioider eller borider, är beläggningen en silicid eller borid.
Föreliggande uppfinning har främst till syfte att utvidga de kända principerna och sålunda att åstadkomma ett förbättrat förfarande och en förbättrad anordning för avlagring av material på ett substrat så att nackdelarna med den tidigare tekniken undviks.
Föreliggande uppfinning har även till uppgift att åstadkomma ett förfa- rande och en anordning för angavlagring av material på aubstrat med stor area och/eller komplicerad utformning till en relativt låg energi- kostnad och mera likformiga, Det är också ett syfte med uppfinningen att åstadkomma ett förfarande och en anordning för snabbeläggning av komplicerade och/eller stora ytor. 458 205 Förfarandet för ángavlagring enligt uppfinningen utnyttjar i stort sett de ovan anförda principerna men är baserat på upptäckten att speciellt storytiga ytavlagringar kan bildas genom att en lângsträckt elektrod av avlagringsmaterialet anbringas sidledes vid ytan av det -substrst som skall beläggas över en betydande del av elsktrodens längd i ett vakuum, och att en ljusbáge tändes mellan en ände av denna elektrod och en motelektrod, så att ljusbâgsströmmen blir mellan 50 och 90 smper med en spänning om 30 - 60 volt över elektroderna. Överraskande nog har det visat sig att så snart ljusbågen tänds när de två elektroderna har skilts åt, ljusbágen, en del av ljusbágen, eller en av ljusbågen alstrat uppvärmningseffekt förefaller att í en spiral gå runt den långa elektroden och att förorsaka förångning av elektrodens material enligt ett i stort sett skruv- eller spiralformigt mönster som successivt rör sig bort från motelektroden.
Det är faktiskt mycket överraskande att ljusbágen inte begränsas till utrymmet mellan de två slektroderna utan att den snarare har en kompo- nent eller en effekt som längs en spiralbana rör sig bort från motelek- troden och mot ett område utmed den långa elektrodens längd vilket är längre bort från motelektroden, trots att den största konduktiviteten skulle förefalla ligga i en linje omedelbart mellan de två elektroderna där större delen av ljnsbågen förefaller vara instängd. Denna effekt är tyd- lig däri att den långa elektroden, d.v.s. avlagringselektroden, fastän den ursprungligen hade en likformig tvärsektion, utbildar en konieitst mot motelektroden, ooh beläggning med avlagringselsktrodens ämne kan iakttagas på suhstratet på betydligs avstånd från ljusbågens anslags- yta på avlagringselektroden.
Effekten förefaller i själva verket att stanna kvar under en kort period efter släckning av den ursprungliga läusbâgen, och därför förs elektro- deffla företrädesvis periodisk: saman och skiljs åt för att bilda ljusbâgen och sedan låter den åter slockna.
Enligt ett särdrag i uppfinningen finns vid den ände av elektroden av det material som skall avlagras som ligger längst från den ljusbågs- tändande elektroden ett don anordnat för att reglera temperaturen hos den materialgivsnde elektroden, och i allmänhet för att hålla den inom området 450°C - 540°C. Med den lägre spänningen, lägre strömmen och _,_ 458 205 temperaturen enligt föreliggande uppfinning vid vilka materialet för- ângas från den materialgivande elektroden, kan hastigheten ökas 1,5 - 2,0 gånger relativt förángningshastigheten hos de tidigare sys- temen. Praktiskt taget alla metaller, legeringar, karbider och sili- eider kan användas för framställning av den materialgivande elektroden.
Utöver metaller och andra legeringar kan karbider, borider, silicider och nitrider avlagras på substratet.
Fastän det inte är helt klart, varför föršngningshastigheten hos det material som skall avlagras ökas vid den lägre energianvändningen en- ligt föreliggande uppfinning, är det möjligt att ljusbågens migration kan sprida den annars i en pöl samlade smälta fasen över ett vidare område hos den materialgivande elektroden och i själva verket medge att den smälta metallen förângas 1 tunnfilmsform.
I ritningar fig 1-6 visas exempel på känd teknik, medan i fig 7 visas en ny anordning enligt föreliggande uppfinning. Härvid är fig 1 en schema- tisk vy av en anordning för ángavlagring, fig2 visar en anordning där detângavlagrade nnteríalet uppsamlas på en vertikalt fram- och åter- förbar elektrod, fig 5 är en ävenledes sehematisk vertikalsektion genom en anordning för avlagring av material på ett substrat som är anbragt under pölen av metall, fig 4 visar en vy liknånåê fiš 3 av en annan utföringgform av uppfinningen, fig 5 är en axiell tvärsektion genom en N _ . 6 N annan anordning for avlagring av material på ett substrat, Och fl? af en axiell tvärsektion genom en mycket kompakt, portabel anordning för angav- lagring. rig 7 är en schematisk tvärsektion genom en åflßfiV128fífl8SfiH°fdU1H8 enligt föreliggande uppfinning.
I fig 1 visas ett system som använder ett enkelt ljuabâgsförfarsnde i en ångavlagringsanordníng för attåstadkomma apegelliknande skyddsbelägg- ningar på substrat eller för att förånga olika metaller eller metall- legeringar, inklusive värmeresistenta och eldfasta metaller, för att anbringa beläggningar därav på substratet.
Av fig l framgår att anordningen kan i princip innefatta en ej viflaå vakuumkammare som kan vara likartad med den enligt fig 6 och 1 vilken en netanelektroa 1 kan av en elektrodmatare 7 matas fra-m m0* en ehk' 458 205 trodkropp 2 för att bilda en pöl 3 av smält metall med vilken ljus- bågen 4 tänds.
Elektrodkroppen 2 hålls i en fixtur eller hållare 5 och likströmskällen 9 tillför via en konventionell ljusbågsstabiliseringakrets 8 ljusbågs- strömmen till elektroden l och till kroppen 2.
Det har befunnits vara förmånligt att förse elektroden k som har rela- tivt liten tvärsektion,med en termoregulator 6 för att förhindra över- hettning av denna elektrod.
Eftersom kroppens 2 tvärsektion är betydligt större än elektrodens l, ligger pölen 5 i ett konkavt urtag bildat på ort ooh ställe i kroppen 2.
Exempel l I anordningen enligt fig 1 med elektroderna l och 2 av titan, aluminium, volfram, tantal eller koppar tändes en ljusbåge vid en temperatur om 27400 - 5855°C för att av metallen i pölen 5 bilda ånga som passerar avståndet på 10 - 15 cm till substratet 10 och bildar därpå en belägg- ning av metallen. Pölen 5 kan utgöras av en blandning av metaller här- etammande från bägge elektroderna 1 och 2, så att på substratet avlagras en legering av metallerna från de två elektroderna. Företrädesvia består elektroden av titan medan den smälta metallen övervägande består av aluminium, volfram, tantal eller koppar.
Anordningen enligt fig l kan utan större ändring användas i ett degel- fritt förfarande för bildande av skyddsbeläggningar av karbider, för framställning av silicidbeläggningar på substratet eller för bildande av karbid- eilicid- och även kieelkarbidskikt på substratet. För att avlagra kiselkarbid-volframkarbidskikt på substratet används en av grafit bestående elektrod 2 ooh en av volframsilicid bestående elek- trod 1. Vakuum görs till en början 10-6 torr och upprätthålles vid 10-5 torr eller lägre. Likspänningen för ljusbågsbildningen är 100 volt och ljusbågsströmmen 150 amper. Beläggningen bildas med en hastighet av omkring 0,2 gram per minut.
I detta fall används anordningen enligt fig l, återigen i den vanliga vakuumkammaren, fastän elektroden 1 kan bestå av kisel eller kol, medan elektroden 2 består av en metall vars silicid eller karbid skall 458 205 bildas, eller, i fallet med en avlagring av kisel på substratet, också kan bestå av kisel.
När till exempel en kiselkarbidavlagring på substratet 10 önskas, kan elektroden 1 bestå av kisel,medan elektroden 2 utförs av ett kolblock i vilket finns en pöl 5 av kisel och i lösning bragt kol. Ãngorna överförs till substratet och avlagras i ett kiselkarbidlager därpå. Substratet kan vara titan och den beläggning som bildas på sub- stratst kan vara en blandning av titsnsilicid och titankarbid.
Alternativt, när elektroden l består av kisel eller kol och elektrod- kroppen 2 består av titan, kan titankarbid eller -silicid avlagras på ett substrat av annan sammansättning.
När i den evakuerade kammaren anordnas en lätt oxiderande atmosfär, bildas kiseldioxidavlagringar på substratet.
Anordningen i fig 1 är uppenbarligen särskilt effektiv vid framställning av halvledare.
Termoregulatorn 6 kan dubbleras utmed elektrodens 1 längd och ytterli- gare termoregulatorer kan anordnas för elektrodkroppen 2 för att för- hindra dess överhettning.
När antingen elektroden 1 eller kroppen 2 består av kisel och den andra består av kol, bildas genom reaktionen kiselksrbid och avlagringar med högre renhet än hos den ursprungliga kiseln och kolet erhålles.
När båda elektroderna består av kisel, kan kiseldioxid- och kiselav- lagringar av hög täthet erhållas, vilket är speciellt önskvärt för be- läggning av halvledare.
Anordningen enligt fig 2 är i allmänhet likartad med den enligt fig l, men arbetar enligt något modifierade principer, genom att förångningen åtminstone delvis åstadkommes från den fuktade övre elektroden 101.
I denna ritningsfigur används för element som motsvarar de i fig l lika hänvisningsbeteckningar som i fig l,dock med en skillnad i hundratale- positionen.
Enligt fig 2 är elektrodmataren 107 kopplad till en drivanordning 112 458 205 för vertikal rörelse fram och åter som bibringar elektroden 101 en rö- relse fram och åter i pilens 114 riktningar så att elektrodens 101 spets periodiskt doppas ned 1 pölen 103 av smält metall som bildats 1 elektrodkroppen 102.
Då den lyftes från denna pöl för att ånyo tända ljusbågen 104, förångaa en beläggning 115 av smält metall på elektroden 101 och avlagringen bildas på substratet-110.
Elektrodkroppen 102 visas anordnad i hàllaren 105 och ljusbâgsströmmen matas från lirstrzsmskällan 109 via stabilisatorn ios på set tidigare beskrivna sättet, varvid elektroden 101 är försedd med termoregula- torn 106.
Detta system har visat sig vara särskilt effektivt i en modifikation av föregående exempel, när elektroden 101 består av titan och pölen 105 består av aluminium.
I fig 3 visas en utföringsform av anordningen, gär ångan avlagrag på ett substrat 210 som är anbragt under en i en hållare eller ram 205 monterad degel 217 i form av en uppåt öppen ring innehållande den smäl- ta metallen 205.
Här har den övre elektroden 201 formen av ett afäriskt segment vilket fungerar som en reflektor, så att då en ljusbåge 204 tänds mellan elek- troden 201 och smältan i degeln 217, ángorna går uppåt som visas med pilarna 212 och reflekteras nedåt för att samlas på substratet 210, som det visas med hjälp av pilarna 218.
Likströmskällan 209 är här ansluten över elektroden 201 och degeln 217 via ljusbågsstabilisatorn 208. Den övre elektroden 201, som är monte- rad på en stång 216, är vertikalt inställbar av mataren 207 och hori- sontellt inställbar av en hjälpmekanism 215 som reglerar elektrodens 201 position över föràngningsmetallen.
I detta utförande kan elektroden 201 bestå av titan, molybden eller volf- ram, medan den smälta metallen kan bestå av aluminium eller koppar,och degeln 217 av grafit.
I fig 4 visas ett annat utförande av anordningan , fiär gngorna flöde; nedåt för att avlagras på substratet 510. I detta fall kan den uppåt 458 205 öppna degeln 317 som innehåller den smälta metallen 503 förses med yt- terligare smält metall från en skänk eller från andra källor visade vid 322, eller med fast metall som smälte i degeln 517. Denna kan upp- värmas av hjälpdon såsom en induktiv uppvärmningsanordning 525, och den uppbärs av en hållare 305.
Degelns 517 botten är utformad med öppningar 321 i vilka små droppar av den smälta metallen framträder, vilka små droppar föršngas av den ljusbåge 304 som tänds mellan elektroden 301 och degelns 317 botten.
Temperaturen i området för ljusbàgen kan regleras av en induktiv hjälp- anordning 524 och elektroden 301 kan som visat kylas av ett kylelement 506.
Elektroden 501 matas mot degeln 317 av en elektrodhållare 307 och ljus- bågen upprätthålles av en ljusbàgsstabilisator 308 som är ansluten till likströmekällan 309.
Den smälta metallen i denna utföringsform kan vara koppar.
I stället för hjälpanordningen 524 kan ett substrat som skall beläggas anordnas på detta ställe, t ex i form av en títanring, som kan uppsam- la ångan i form av en beläggning.
I utföringsformen enligt fig 5 förångas den smälta metallen alltefter- som den bildas i ett slutet utrymme, varvid ångorna genom öppningar 425 avges på substratet 410.
I detta fall bildas vätskepölen på så sätt att elektroden 402 som uppbä- res av en hållare 405, smältes genom att motelektroden 401 via elek- trodmataren 407 matas genom ett oentrumhål 426 i elektroden 402, varvid elektroden 401 passerar genom en isolerande hylsa 427 som bildar en styrning. En temperaturregulator 406 är anordnad koariellt runt de två elektroderna intill ljusbàgen 404 för att förhindra överhettning i om- rådet framför öppningarna 425. Avlagringen bildas på substrstet 410.
Strömmen matas mellan elektroderna genom ljusbågsstabilisatorn 408 och likströmskällan 409 på tidigare beskrivet sätt.
I fig 6 visas en flyttbar eller bärbar ljusbågsanordning för avlagring av reflekterande och antikorrosiva skikt samt skydda- och halvledar- 458 205 _10.- metallskikt såväl som silicid- och karbidbeläggningar med användning av de förut beskrivna principerna. inordningen innefattar en vakuumkammare 500 som vid sin övre ände är utformad med ett handtag 530 vilket medger att den bärbara enheten be- kvämt kan transporteras.
Inuti denna kammare är en ihålig síär 517 anordnad vars undre del bildar en degel för den.smälta metallen 503 och som är invändigt belagd med ett högtemperaturs-värmeresistent (eldfast) material såsom aluminiumoxid.
Det övre partiet av denna sfär är vid 531 belagt med ett reflekterande lager som âterför det värme som reflekterats från badet tillbaka till detta.
En ljusbåge 504 tändes mellan en elektrod §0l och badet 503, varvid elektroden matas av enheten 501 mot badet i den mån elektrodmatsrialet förbrukas.
Ytterligare metall, t ex i fast form, matas till badet i form av en stång 552 som också är ansluten till en matare 533, så att ytterligare metall tillförs i den mån badet förbrukas.
Elektroden 501 och badet 505 är anslutna till motsatta uttag av en ljus- bågsstabilisator och en likströmskälla på förut beskrivet sätt.
En rörformig elektrod 502 omger stången 552.
Kammarens 500 undre del är försedd med en luftpump 533, vilken evakuerar den kammare som innehåller den ihåliga sfären 517 och/via en vakuum- slang 554 och en ventil 552 ett anslutningsdon S36 med utåt sig utvid- gande form vilket kan anslutas till en sidoöppning 525 i den ihåliga sfären 517.
Anslutningsdonet 536 kan förses med en värmeslinga S57 för att förhindra icke önskvärd kondensation av ånga därpå.
Mellan öppningen 525 och anslutningsdonet 536 är ett vakuumlås 538 och en fästanordning 539 anordnade för att ett antal anelutningsdon av olika former och storlekar skall kunna anordnas. 458 205 -11- Anpassningedonet 556 är även försett med en vakuumpackning 540 med vil- ken det kan anligga mot det substrat S10 som skall belägga.
Den bärbara enheten enligt fig 6 bärs till det ställe där det eubstret 510 som skall beläggas befinner sig,oeh ett lämpligt anslutningsdon 536 monteras på fästanordningen 539 och packningen 540 trycks mot den yta 510 som skall beläggas. Ljusbâgsströmmen tillförs och systemet evakue- ras med luftpumpen 533, varigenom metallen smältes och badet 503 bildas inuti den ihåliga sfären. Sedan öppnas spärren 558 och ángorna får pas- sera mot substratet Slq åtminstone till en del till följd av den tryck- differential som råder mellan det inre av sfären 517 och anpassninge- donet 556 och som regleras av ventilen 535.
Praktiskt taget vilken produkt som he1st,och på godtyckligt stä1le,kan be1äggas,och användningen av flera olika anslutningsdon medger belägg- ning även av invecklade kroppar utan att de behöver flyttas från det område där de skall användas. Anordningen kan vara hopfällbar så att den kan användas för beskiktningsarbeten inuti ledningar och liknande.
Den i ritningen visade anordningen utan anslutningsdonet 536 kan använ- das som en drivanordning för individer eller utrustning i rymden.
När ljusbågen har tänts behöver man endast öppna spärren 558 för att genom öppningen 525 mata ett flöde och uppnå framdrivning i motsatt riktning. Vakuumet i rymden bildar ett naturligt vskuum för anordning- en och någon luftpump 555 erfordras icke. Praktiskt taget vilket avfall som belst,som förekommer vid rymdaktiviteter,kan utnyttjas i kärlet 517 för att åstadkomma sådan framdrivning.
I fig 7 visas en utföringsform enligt föreliggande uppfinning i vilken kombineras tidigare beskrivna särdrag med nya sådana.
I detta system, som kan användas för att páföra en beläggning 610' på innerytan 6lOa av ett rör 610 vilket utgör ett substrat av komplicerad form, är en materialavgivande elektrod 602 av motsvarande form monterad centralt i röret på ett stöd 602a och är försedd med en induktionsvär- meslinga 606a i ett temperaturreglage 606 som kan vara försett med ett termoelement 606b eller en liknande temperatursensor avkännande tempe- raturen hos den materialavgivande elektroden 602 för att medelst en kon- ventionell återkopplingskrets upprätthålla dennas temperatur konstant 458 205 _12.. i omradet 43o° - 54o°.
Liksom i det föregående utförandet är substratet och källan för det ma- terial som skall avlagras på substratet innsslutna i en vakuumkammare 600 som kan evakueras till 10-6 torr, så att ângavlagring kan åstad- kommas vid ett tryck 1o'5 torr. Änden av den materialavgivande elektroden 602 är försedd med en ljus- bâgständelektrod 601 som med hjälp av en elektriskt styrd fram- och återgående drivanordning 607 kan föras mot och från elektroden 602.
Drivanordningen kan manövreras av en nollströmsdetektor 607a så att då ljusbâgsströmmen helt uteblir, elektroden 601 flyttas åt vänster till beröring med elektrodens 602 ände 602a och sedan drages undan för att åter bilda en ljusbåge. Ljusbågsströmmen avges av en pulserande lik- strömskälla 609 över vilken är en ljusbâgsstabilisator 608 anordnad, varvid parametrarna för ljusbågsströmmen och ljusbågsspänningen inställs av dessa kretselement inom området 50 - 90 amper och 30 - 60 volt.
När i praktiken det visade systemet användes då ljusbågen redan är tänd, förefaller det att en föràngningseffekt, eller något annat elektromag- netiskt fenomen rör sig framåt i stort sett i skruv- eller spiralform som antytt med pilen A,och ljusbågen bildas och ångavlagring äger rum över den materialavgivande elektrodens 602 hela längd som är utsatt för detta fenomen, d.v.s. utmed den längd där fenomenet är verksamt tills ljusbågen faller.
Materialförlusten från elektroden 602 omvandlar denna gradvis till en avsmalnande form som visat med prickstreckade linjer 602b i fig 7.
Omständigheten, att avsmalningen medför att elektroden avlägsnar sig från substratet vållar inte något större problem, eftersom den största avlagringen äger rum i området för det största avlägsnandet och följ- aktligen är den slutliga beläggningen, allteftersom den fortskrider längs substratet, ytterst likformig.
Systemet enligt uppfinningen är speciellt lämpligt vid beläggning av temperaturkänsliga material med mycket små tjocklekar hos bel äggnings- materialet , eftersom beläggningen är synnerligen snabb och avlagringen kan genomföras utan att avsevärt uppvärma substratet.

Claims (2)

1. _ ,3_ 458 Exempel 2 En kopparelektrod 602 av den visade formen är anordnad i ett substrat~ rör med ett ursprungligt mellanrum mellan elektrod 602 och substratet av omkring 10 cm. Elektroden hålles vid en temperatur av ÄÉOOC och en ~ ijusbåge tändes på tidigare beskrivet sätt | ena änden. Ljusbågsström- men är omkring 70 amper och spänningen som pålägges när elektroden 601 dragits undan för att bilda ljusbågen är omkring #0 volt. Förångnings- hastigheten från elektroden 602 överskrider under dessa betingelser förångningshastigheten i exempel l. Patentkrav l Förfarande för påförande av material på ett substrat, k ä n n e t e c k- n a t a v att det innefattar följande steg: - en långsträckt elektrod (602) bestående av åtminstone en komponent av nämnda material anbringas intill substratet (610) så att en yta hos substratet sträcker sig utmed elektrodens längd; utrymmet (600) i vilket elektroden befinner sig intill substratet 5 evakueras till maximalt iO_ torr, varvid trycket i detta utrymme upprätthålles i huvudsak vid ett värde inte högre än '5 10 en elektrisk båge tändes vid elektrodens ena ände med en torr medan påförandet pågår och spänning av i huvudsak 30-60V och en ström av i huvudsak 50-90A, så att elektroden förångas utmed en del av sin längd som fjärmar sig från ljusbågen, och det material som förångas från elektroden påförs substratet utmed nämnda längd.
2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c n a t a v att det 205 övervakas att ljusbågen inte har slocknat, och att den återtänds efter ett slocknande genom att nämnda elektrod (602) vid sin nämnda ände bringas i kontakt med en annan elektrod (601). 458 205 -1l¿- 3 Förfarande enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t c k n a t a v att nämnda elektrods (602) temperatur regleras så att den upprätthålles inom ett område i huvudsak mellan RBOOC och SÅOOC. Å Förfarande enligt något eller några av föregående patentkrav, t e c k n a t k ä n n e- a v att när substratet utgörs av ett rör (610) med invecklad kontur, så formas den långsträckta elektroden I överensstämmelse med denna kontur, och skjuts in i röret. 5 Förfarande enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att den elektrod (602) som förångas uppvärms vid den motsatta änden av var ljusbågen är tänd, så att dess temperatur upprätthålles i huvudsak mellan ÄSOOC och SÄOOC medan materíalpåfö- ringen pågår. 6 Anordning för genomförande av förfarandet enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att den innefattar en långsträckt elektrod (602) som åtminstone till en del består av ett material som skall avlagras på en substratyta med invecklad form, varvid elektroden har en form som är anpassad till substratets (6l0); organ för tändning av en ljusbåge vid elektrodens ena ände; organ (606a) för uppvärmning av elektroden vid den motsatta änden, samt organ för evakuering av utrymmet mellan elektroden och substratet till ett tryck av omkring 10-5 torr.
SE8402153A 1983-05-13 1984-04-18 Foerfarande och anordning foer belaeggning av ett substrat med material, som paa elektrisk vaeg har oeverfoerts till aangfas SE458205B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06494302 US4609564C2 (en) 1981-02-24 1983-05-13 Method of and apparatus for the coating of a substrate with material electrically transformed into a vapor phase

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8402153D0 SE8402153D0 (sv) 1984-04-18
SE8402153L SE8402153L (sv) 1984-11-14
SE458205B true SE458205B (sv) 1989-03-06

Family

ID=23963918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8402153A SE458205B (sv) 1983-05-13 1984-04-18 Foerfarande och anordning foer belaeggning av ett substrat med material, som paa elektrisk vaeg har oeverfoerts till aangfas

Country Status (10)

Country Link
US (2) US4609564C2 (sv)
JP (1) JPS59211574A (sv)
CA (1) CA1213852A (sv)
CH (1) CH662823A5 (sv)
DE (1) DE3417462C3 (sv)
FR (1) FR2545839B1 (sv)
GB (1) GB2139648B (sv)
IL (1) IL71643A (sv)
IT (1) IT1173587B (sv)
SE (1) SE458205B (sv)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL74360A (en) * 1984-05-25 1989-01-31 Wedtech Corp Method of coating ceramics and quartz crucibles with material electrically transformed into a vapor phase
US4628174A (en) * 1984-09-17 1986-12-09 General Electric Company Forming electrical conductors in long microdiameter holes
JPS6224916A (ja) * 1985-07-22 1987-02-02 Masahiko Suzuki 放電加工による表面層の形成方法
DE3700633C2 (de) * 1987-01-12 1997-02-20 Reinar Dr Gruen Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma
GB2202237A (en) * 1987-03-12 1988-09-21 Vac Tec Syst Cathodic arc plasma deposition of hard coatings
ATE80184T1 (de) * 1987-06-29 1992-09-15 Hauzer Holding Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von aushoehlungen von gegenstaenden.
US4859489A (en) * 1988-07-18 1989-08-22 Vapor Technologies Inc. Method of coating a metal gas-pressure bottle or tank
US4869203A (en) * 1988-07-18 1989-09-26 Vapor Technologies Inc. Apparatus for coating a metal gas-pressure bottle or tank
US4898623A (en) * 1988-12-09 1990-02-06 Vapor Technologies Inc. Method of shaping hard difficult-to-roll alloys
US5194128A (en) * 1989-07-12 1993-03-16 Thermo Electron Technologies Corporation Method for manufacturing ultrafine particles
US5062936A (en) * 1989-07-12 1991-11-05 Thermo Electron Technologies Corporation Method and apparatus for manufacturing ultrafine particles
US5037522B1 (en) * 1990-07-24 1996-07-02 Vergason Technology Inc Electric arc vapor deposition device
US5393575A (en) * 1992-03-03 1995-02-28 Esterlis; Moisei Method for carrying out surface processes
US5480527A (en) * 1994-04-25 1996-01-02 Vapor Technologies, Inc. Rectangular vacuum-arc plasma source
US5830540A (en) * 1994-09-15 1998-11-03 Eltron Research, Inc. Method and apparatus for reactive plasma surfacing
US5972185A (en) * 1997-08-30 1999-10-26 United Technologies Corporation Cathodic arc vapor deposition apparatus (annular cathode)
US6009829A (en) * 1997-08-30 2000-01-04 United Technologies Corporation Apparatus for driving the arc in a cathodic arc coater
US5932078A (en) * 1997-08-30 1999-08-03 United Technologies Corporation Cathodic arc vapor deposition apparatus
US6036828A (en) * 1997-08-30 2000-03-14 United Technologies Corporation Apparatus for steering the arc in a cathodic arc coater
US6358323B1 (en) * 1998-07-21 2002-03-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improved control of process and purge material in a substrate processing system
US6735854B1 (en) * 1998-07-27 2004-05-18 Honeywell International, Inc. Method for forming an electro-mechanical device
US6096391A (en) * 1998-10-16 2000-08-01 Wilson Greatbatch Ltd. Method for improving electrical conductivity of metals, metal alloys and metal oxides
US6187089B1 (en) * 1999-02-05 2001-02-13 Memc Electronic Materials, Inc. Tungsten doped crucible and method for preparing same
AUPR054000A0 (en) * 2000-10-04 2000-10-26 Austai Motors Designing Pty Ltd A planetary gear apparatus
US6395151B1 (en) * 2000-10-26 2002-05-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vacuum ARC vapor deposition method and apparatus for applying identification symbols to substrates
AU2001288566A1 (en) 2000-11-15 2002-05-27 Gt Equipment Technologies Inc. A protective layer for quartz crucibles used for silicon crystallization
US20040118156A1 (en) * 2001-03-08 2004-06-24 Gabriele Korus Method of producing a quartz glass crucible
GB2375725A (en) * 2001-05-26 2002-11-27 Siemens Ag Blasting metallic surfaces
US6749685B2 (en) * 2001-08-16 2004-06-15 Cree, Inc. Silicon carbide sublimation systems and associated methods
US6866752B2 (en) * 2001-08-23 2005-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of forming ultra thin film devices by vacuum arc vapor deposition
US6936145B2 (en) * 2002-02-28 2005-08-30 Ionedge Corporation Coating method and apparatus
US8038858B1 (en) 2004-04-28 2011-10-18 Alameda Applied Sciences Corp Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
US7867366B1 (en) 2004-04-28 2011-01-11 Alameda Applied Sciences Corp. Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
US7906625B2 (en) * 2005-01-24 2011-03-15 Amgen Inc. Humanized anti-amyloid antibody
US20080210565A1 (en) * 2005-08-08 2008-09-04 Shou-Hui Chen Method of Surface Treatment for Metal and Nonmetal Surfaces
US7524385B2 (en) * 2006-10-03 2009-04-28 Elemetric, Llc Controlled phase transition of metals
EP2261254A3 (en) 2007-12-21 2011-04-13 Amgen, Inc Anti-amyloid antibodies and uses thereof
WO2011099110A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 Kaneko Kyojiro シリコン真空溶解法
KR20140059823A (ko) 2011-08-26 2014-05-16 콘삭 코퍼레이션 소모성 전극 진공 아크 재용해 공정에 의한 반금속의 정제
EP2602354A1 (en) 2011-12-05 2013-06-12 Pivot a.s. Filtered cathodic vacuum arc deposition apparatus and method
KR101879274B1 (ko) * 2012-01-09 2018-08-20 삼성디스플레이 주식회사 저온 증착 장치

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191418970A (en) * 1913-08-23 Schlueter Hermann Process for Producing Metallic Coatings.
US1221104A (en) * 1913-10-07 1917-04-03 Georg Stolle Process for making coatings of fusible substances.
DE767858C (de) * 1936-06-09 1954-03-29 Rudolf Maier Dr Verfahren, um Metalle, Metallegierungen und schwer in den Dampfzustand zu ueberfuehrende Stoffe ueber die Dampfform in technisch verwertbare Feststoffe, z. B. Metalloxyde, ueberzufuehren
FR979772A (fr) * 1948-01-30 1951-05-02 Procédé et dispositif pour l'application de précipités métalliques sur des corps quelconques
CH342980A (de) * 1950-11-09 1959-12-15 Berghaus Elektrophysik Anst Verfahren zur Diffusionsbehandlung von Rohren aus Eisen und Stahl oder deren Legierungen
US3036549A (en) * 1957-05-08 1962-05-29 Sumitomo Electric Industries Apparatus for vacuum evaporation of metals
GB889018A (en) * 1957-05-24 1962-02-07 Ass Elect Ind Improvements relating to the stabilisation of low pressure d.c. arc discharges
US3010009A (en) * 1958-09-29 1961-11-21 Plasmadyne Corp Method and apparatus for uniting materials in a controlled medium
NL270313A (sv) * 1961-01-03
FR1400961A (fr) * 1964-07-15 1965-05-28 Huettenwerk Oberhausen Ag Procédé et dispositif de détermination spectroscopique ou spectrographique de la composition d'échantillons métalliques représentatifs prélevés de produits finis
GB1061949A (en) * 1965-04-21 1967-03-15 Ibm Rare earth chalcogenide films
US3491015A (en) * 1967-04-04 1970-01-20 Automatic Fire Control Inc Method of depositing elemental material from a low pressure electrical discharge
DE1648968A1 (de) * 1967-10-18 1971-10-21 Lochte Holtgreven Walter Prof Verfahren zur qualitativen und quantitativen Spektralanalyse mittels Entladungen an elektrisch verdampften Fluessigkeitsfaeden
GB1257015A (sv) * 1967-11-03 1971-12-15
DE1646004A1 (de) * 1967-11-25 1971-07-01 Lochte Holtgreven Walter Prof Verfahren zur Behandlung von Oberflaechen mittels elektrisch explodierter Draehte oder Fluessigkeitsstrahlen
CH529224A (de) * 1968-09-26 1972-10-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum Beschichten eines Körpers, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US3625848A (en) * 1968-12-26 1971-12-07 Alvin A Snaper Arc deposition process and apparatus
US3793179A (en) * 1971-07-19 1974-02-19 L Sablev Apparatus for metal evaporation coating
US3791852A (en) * 1972-06-16 1974-02-12 Univ California High rate deposition of carbides by activated reactive evaporation
GB1447224A (en) * 1972-08-24 1976-08-25 Secr Defence Aluminium alloys
US3925177A (en) * 1973-01-30 1975-12-09 Boeing Co Method and apparatus for heating solid and liquid particulate material to vaporize or disassociate the material
DE2346738A1 (de) * 1973-09-17 1975-04-24 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum aufbringen duenner schichten auf flaechenhafte gebilde
US3889632A (en) * 1974-05-31 1975-06-17 Ibm Variable incidence drive for deposition tooling
JPS587704B2 (ja) * 1975-09-22 1983-02-10 川崎重工業株式会社 イオンプレ−テイングホウ
CH619344B (de) * 1977-12-23 Balzers Hochvakuum Verfahren zur herstellung goldfarbener ueberzuege.
CH640886A5 (de) * 1979-08-02 1984-01-31 Balzers Hochvakuum Verfahren zum aufbringen harter verschleissfester ueberzuege auf unterlagen.
CH624817B (de) * 1979-09-04 Balzers Hochvakuum Verfahren zur herstellung goldfarbener ueberzuege.
JPS56161834A (en) * 1980-05-15 1981-12-12 Satake Eng Co Ltd Ion nitriding treatment apparatus
JPS6011103B2 (ja) * 1981-02-23 1985-03-23 レオニド パフロヴイツチ サブレフ 電弧金属蒸発装置用の消耗性陰極
US4351855A (en) * 1981-02-24 1982-09-28 Eduard Pinkhasov Noncrucible method of and apparatus for the vapor deposition of material upon a substrate using voltaic arc in vacuum
AT376460B (de) * 1982-09-17 1984-11-26 Kljuchko Gennady V Plasmalichtbogeneinrichtung zum auftragen von ueberzuegen

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59211574A (ja) 1984-11-30
JPH0373631B2 (sv) 1991-11-22
DE3417462C2 (sv) 1992-10-15
CA1213852A (en) 1986-11-12
IT8420832A0 (it) 1984-05-08
DE3417462A1 (de) 1984-11-15
IL71643A (en) 1987-10-20
US4609564C2 (en) 2001-10-09
US4505948A (en) 1985-03-19
DE3417462C3 (de) 1996-02-08
FR2545839B1 (fr) 1988-01-15
US4609564A (en) 1986-09-02
US4609564B1 (en) 1998-04-14
FR2545839A1 (fr) 1984-11-16
SE8402153L (sv) 1984-11-14
IT1173587B (it) 1987-06-24
IT8420832A1 (it) 1985-11-08
GB2139648A (en) 1984-11-14
CH662823A5 (de) 1987-10-30
GB8412124D0 (en) 1984-06-20
SE8402153D0 (sv) 1984-04-18
GB2139648B (en) 1987-04-08
IL71643A0 (en) 1984-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE458205B (sv) Foerfarande och anordning foer belaeggning av ett substrat med material, som paa elektrisk vaeg har oeverfoerts till aangfas
US4351855A (en) Noncrucible method of and apparatus for the vapor deposition of material upon a substrate using voltaic arc in vacuum
CN107109626A (zh) 用于在部件、带状材料或工具的表面上形成涂层的装置
WO2006075998A2 (en) Means and method for a liquid metal evaporation source with integral level sensor and external reservoir
JPS5877572A (ja) 金属蒸発用抵抗加熱ボ−ト
JPH06306585A (ja) 熱分解窒化硼素被覆ボートを使用する金属の抵抗加熱方法
US4438153A (en) Method of and apparatus for the vapor deposition of material upon a substrate
KR100956491B1 (ko) 기판 코팅방법 및 장치
CA1264613A (en) Process and apparatus for metallising foils in a vacuum roll coating machine
Deshpandey et al. Evaporation processes
CA1238295A (en) Method of coating ceramics and quartz crucibles with material electrically transformed into a vapor phase
US3598958A (en) Resistance heated evaporation boat
WO2000005017A1 (en) Method and apparatus for producing material vapour
Dugdale Soft vacuum vapour deposition
JP2001348660A (ja) 成膜装置及び方法
JP2570560Y2 (ja) 電子ビーム蒸発源
JP3152548B2 (ja) 高周波誘導プラズマ成膜装置
JPS60251184A (ja) 基体をコ−テイングする方法
RU2033475C1 (ru) Способ вакуумного конденсационного нанесения покрытий
JP2806548B2 (ja) 熱プラズマ蒸発法による成膜方法
White A survey of techniques for the vacuum deposition of thin metallic films
PL161595B2 (pl) Urzadzenie do nanoszenia warstw PL
JP2005320572A (ja) 有機化合物蒸着装置および有機化合物蒸着方法
JPH0788359A (ja) 化合物膜の成膜方法及び成膜装置
KR950004781B1 (ko) 저항가열 아연 증발용 증발원

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8402153-4

Effective date: 19910117

Format of ref document f/p: F