Устройство для нанесения многокомпонентных покрытий в вакууме Советский патент 1982 года по МПК C23C13/12 

1

Изобретение относится к технологии получения покрытий в вакууме и может быть использовано в навшностроении для производства изделий электронной техники, приборостроении и других областях науки и техники.

Известно устройство для нанесения покрытий в вакууме, содержащее анод с электромагнитной катушкой, расходуемый катод, источиик реактивного газа и источник электропитания 1 .

Недостатком известного устройства является наличие большого количества микропанель в пароплазменном потоке испаряемого материала из-за большой величины тока горения разряда, что снижает качество покрытий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для нанесения многокомпонентных покрытий в вакууме, содержащее соосно размеренные расход У катод, анод, электромагнитную катушку, источник ионизованного газа, а также источшис электропитания и подложкодержатель 2J .

Недостатки известного устройстваневозможность одновременного испарения двух твердых электропроводных материалов, составляющих компоненты покрытий (например, титана и rpailMта), что снижает технологические возможности устройства для получения многокомпонентных покрытий, и низкое качество покрытий вследствие большого количества микрокапель Bt потоке испаряемого материала катода из-за большой величины тока горения разряда.

Целью изобретения является улучшения качества покрытия за счет снижения микрокапельной фазы в пароплазменног{ «потоке испаряемого материала катода и расширения технологических возможностей. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения многокомпонентных покрытий в вакууме, содержащем соосно размещенные расходуемый кгРгод, анод, электромагнитную катушку, источник ионизованного газа, подложкодержатель и источник электропитания, источник ион зованного газа выполнен в виде полого цилиндрического катода, а расходуемый катод выполнен с центральным отверстием, причем полый катод размещен в области прилегающей к центральному отверстию расходуемого катода. Полый цилиндрический катод выпол нен из материала одного из компонен тов покрытия.. Указанное выполнение устройства позволяет зажечь дополнительную дугу в газе, подаваемом через полый цилиндрический катод, что позволяет поддерживать горение вакуумной дуги в парах расходуемого катода при более низких токах разряда, обеспечивакщих снижение микрокапель ной фазы в пароплазменном потоке ис паряемого материала. Кроме-того, наличие расходуемого полого цилиндрического катода, выполненного из материала одного из компонентов покрытия, обеспечивает нанесение мно компонентных покрытий, что значительно расширяет технологические возможности. На чертеже схематически изображ но устройство для нанесения покрытийУстройство содержит анод 1, рас ходуемый катод 2, электромагнитную катущку 3, выполненную из титана полый цилиндрический расходуемый катод 4, выполненный и;з графита и представляющий собой источник иони зованного газа, источник 5 электро питания и подложкодержатель 6. Анод I и катод 2 выполнены вадоохлаждаемыми. Устройство для нанесения покрытий работает следук1Цим образом. При подаче напряжения на анод I и полый цилиндрический расходуемый катод 4 и при наличии расхода реак тивного газа через него и напряжения мезвду анодом 1 и катодом 2 воз никает дуга в газе, инициирующая дуговой разряд между анодом I и ра ходуе№ 1М катодом 2 в парах материала катода. Эрозия материала катода осущетвляется в микропятнах вакуумной уги, стабилизированных электромагитной катушкой 3. Плазменный поок материала катода ускоряется в торону подложкодержателя 6 и конденируется на подложках, образуя порытие . Ток разряда вакуумной дуги регулируется путем изменения подачи газа. Снижение тока разряда (например, со. 100 до 20 А) при токе разряда дополнительной дуги в газе 5 А позволяет уменьшить содержание капельной фазы (1-2% от общей поверхности покрытия против 15-20% без наличия дополнительной дуги в газе). Наличие возможности одновременного испарения двух твердых материалов (например, титана и графита) в среде реактивного газа позволяет расширить технологические возможности устройства, так как обеспечивает получение многокомпонентных покрытий, обладакни1их высокими эксплуг атационными свойствами. Формула изобретения 1.Устройство для нанесения многокомпонентных покрытий в вакууме, содержащее соосно размещенные расходуемый катод, анод, электромагнитную катушку, источник ионизованного газа, подложкодержатель и источник электропитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества покрытий за счет снижения микрокапельной фазы в пароплазменном потоке испаряемого материала катода, источник ионизованного газа выполнен в видеполого хщлиндрического катода, а расходуемый катод выполнен с центральным отверстием, причем полый катод размещен в области, прилегающей к центральному отверстию расходуемого катода. 2.Устройство по п. 1. отличающееся тем, что с целью расширения технологических возможностей, полый цилиндрический катод выполнен из материала одного из компонентов покрытия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Технологические плазменные ускорители. - Журнал технологической физики, т. 48, вып. 9, с. 1862. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2738339/21, кл. С 23 С 13/12 1979.