Способ изготовления акустических диафрагм Советский патент 1993 года по МПК C23C14/00 C23C14/46 

Изобретение относится к области аку- стйческой техники и может быть и с п о л ь з о вано при изготовлении высоко- производящих устройств звукозаписи высокого качества, в частности, систем категории Hi-Fi.

Цель изобретения - повышение производительности способа, улучшение акустических характеристик и долговечности диафрагм.

Поставленная цель достигается тем, что. в способе изготовления высокочастотных акустических диафрагм, включающем формирование основы из титановой пленки и нанесение на нее слоя алмазоподобного углерода, формируют теплоотводящую подложку, наносят на нее слой титана, после чего на слой титана наносят слой алмазоподобного аморфного углерода и удаляют теп- лоотпрдящую подложку.

Цель достигается также тем, что тепло- отводящую подложку толщиной не менее 0,2 мм изготавливают из меди.

Слой алмазоподобного аморфного углерода формируют при температуре подложки

не выше 150°С осаждением импульсного потока углеродной плазмы с энергией ионов 10-100 эВ и плотностью 1012-1014 .

Алмазоподобный аморфный углерод осаждают со скоростью 0,2-0,5 мкм/мин.

Количественные характеристики, введенные в формулу изобретения в качестве существенных признаков, имеют следующие обоснования.

Толщина медной теплоотводящей подложки не должна быть меньше 0,2 мм, т.к. в противном случае ее теплоемкость будет недостаточна, и температура подложки превысит допустимую (150°С) величину, вследствие чего в структуре углеродного покрытия будут наблюдаться структурные дефекты относительно больших размеров и значительной плотности.

Энергия ионов углерода в пределах 10- 100 эВ должна выдерживаться по следующим причинам, При энергии ионов в потоке плазмы больше 100 эВ наблюдается интенсивный разогрев подложки, что. как было указано выше, приводит к резкому ухудшению структуры наносимой углеродной пленел

с

00

ю ю

OJ iO

ки. При энергии ионов меньше 10 эВ не обеспечивается достаточная скорость осаждения углеродной пленки,

Также не обеспечивается достаточная скорость осаждения углеродной пленки при плотности ионов в потоке плазмы меньше 1012 . Если плотность ионов превышает 1014 , то это приводит к чрезмерному разогреву подложки и возникновению структурных дефектов в слое аморфного углерода.

Соблюдение вышеприведенных режимных параметров, обеспечивает скорость осаждения аморфного углерода в пределах 0,2-0,5 мкм/мин. Снижение скорости осаждения меньше 0,2 мкм/мин не обеспечивает достижения поставленной цели в части повышения производительности процесса. Если же реализовать скорость осаждения углерода больше 0,5 мкм, то формируемая пленка обладает неудовлетворительной ад- гезией к титану и содержит большое количество структурных дефектов, Метод осаждения импульсного потока углеродной плазмы по сравнению с используемым в способе-прототипе методом испарения углерода в газовой среде (углеводородом) обеспечивает значительно более высокие твердость получаемой пленки (до 9000- 10000 по шкале Виккерса), модуль Юнга и адгезию к титану. Вследствие этого сформированные по заявляемому способу акустические диафрагмы обеспечивают лучшие частотные характеристики и повышенную долговечность, т.к. в них существенно ниже вероятность отслаивания углеродной пленки оттитана, особенно при больших мощностях звукоотдачи.

Пример конкретной реализации способа.

Медную подложку обезжиривают и закрепляют на охлаждаемом подложкодержа- теле Б вакуумной камере установки мод.УРМЗ.279.070. Откачивают камеру до давления 5 Па и производят очистку подложки ионами титана, генерируемыми электродуговым источником плазмы с сепарацией плазменного потока, подавая отрицательный потенциал на подложку 1000 В, Ток дуги устанавливают равным 75 А.

После этого снижают потенциал подложки до - 100 В и наносят слой титана толщиной 10 мкм.

Затем охлаждают подложку до температуры 30°С и наносят слой алмазоподобного углерода толщиной 0,3 мкм с помощью импульсного источника углеродной плазмы

при напряжении накопителя 300 В и частоте следования импульсов 50 Гц, что обеспечивает среднюю энергию ионов в углероде 70 ЭВ, плотность потока плазмы 1013 см, скорость нанесения алмазоподобного аморфного углерода составляет 0,2 мкм/мин. Температура подложки в процессе нанесения аморфного углерода не превышает 120°С. После этого сформированную структуру погружают в водный раствор хлорного

железа и производят стравливание медной подложки.

Измерение параметров полученной диафрагмы дает следующие результаты:

- верхняя граница диапазона воспроизводимости частот не ниже 48 кГц при незначительных нелинейных искажениях;

- скорость распространения звука более 1,2

- ускоренные испытания диафрагм при максимальных нагрузках показали отсутствие отслаивания углеродного покрытия от титана,

Таким образом, предлагаемый способ изготовления акустических диафрагм может быть использован при производстве высококачественной профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Формула изобретения

Способ изготовления акустических диафрагм, включающий формирование основы из титановой пленки и нанесение на нее слоя алмазоподобного аморфного углерода,

отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, улучшения акустических характеристик и повышения долговечности, титановую пленку предварительно наносят на технологическую подложку, выполненную из теплопроводного материала толщиной не менее 0,2 мм, слой аморфного углерода осаждают при температуре не выше 150°С из импульсного потока углеродной плазмы с энергией ионов

10-100 эВ и плотностью 1012-1014 ион/см3, после нанесения слоя аморфного углерода технологическую подложку удаляют.

Использование: в области акустической техники при изготовлении устройств звукозаписи высокого качества, в частности, систем категории Hi-Fi. Сущность изобретения: фомирование слоев осуществляют на технологической подложке, выполненной из теплопроводного материала, на которую наносят слой титана, затем слой алмазопо- добного аморфного углерода, после чего удаляют технологическую подложку.