РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЛЕНТЫ С КАТОДНЫМ ПОКРЫТИЕМ ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

Полезная модель относится к установке по производству ленты с катодным покрытием для литий-ионных источников тока, при этом установка может работать непрерывно в течение длительных промежутков времени.
Известно устройство обработки изделий электронной техники (патент Японии N 61-31590, кл. H01J 37/20), содержащее камеру для ионной имплантации, внутри которой вращается плоский диск, расположенный перпендикулярно ионному лучу и перемещающийся возвратно-поступательно в радиальном направлении. Ионный луч бомбардирует поверхность нескольких пластин, расположенных вдоль одной полуокружности диска. Камера состоит из основания и крышки, которые могут приостанавливать вращение диска. Над поверхностью диска расположен другой диск, ось которого совпадает с осью этого диска и выступает наружу через крышку. Ось герметично установлена на крышке и имеет возможность вращения и возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении. В процессе ионной имплантации один диск прижимается к другому и осуществляется одновременное вращение и возвратно-поступательное перемещение обоих дисков. По окончании процесса ионной имплантации диск задерживается основанием, крышка удаляется от основания и между дисками образуется зазор, через который осуществляется замена пластин.
Однако в данном устройстве не обеспечивается достаточный уровень качества обрабатываемых изделий из-за приносимой дефектности на пластине от кинематических пар трений узлов и механизмов.
В качестве прототипа выбрана вакуумная установка периодического действия для ионного распыления (Л.Н.Розанов, «Вакуумные машины и установки». Ленинград «Машиностроение», Ленинградское машиностроение, 1975 г, с.290), содержащая вакуумную камеру, откачные средства, систему газонапуска, два ионных распылителя, систему транспортировки подложек, систему управления.
Данное устройство, как и предыдущее решение, не имеет возможности нанесения покрытия на ленту, намотанную на лентопротяжный механизм.
Задачей данной полезной модели является создание устройства нанесения равномерного покрытия на непрерывно перемещающуюся ленту с возможностью последующего изъятия этой ленты без повреждений из данного устройства.
Задача решается тем, что распылительная установка по производству ленты с катодным покрытием для литий-ионных источников тока содержит вакуумную камеру, откачные средства, систему газонапуска, по крайней мере, две форсунки, систему транспортировки ленты, систему управления. Установка снабжена бункером для подачи рабочей смеси через распылители в вакуумную камеру, система транспортировки ленты представляет собой две кассеты с лентопротяжным механизмом, напротив с двух сторон ленты установлены форсунки и имеющие возможность перемещения сканеры измерения толщины покрытия, подсоединенные к контролеру, установка снабжена вакуумно-технологическим блоком и газовым постом. Кассеты с лентопротяжным механизмом и сканеры измерения толщины покрытия могут быть размещены в блоке технологической оснастки, который имеет возможность изъятия из вакуумной камеры. Вакуумно-технологический блок содержит масс-спектрометр, квадрупольный масс-спектрометр, турбомолекулярный насос и эжекторный насос, соединенные с вакуумной камерой через вентили регулирующие, вакуумметр. Газовый пост содержит газовые баллоны, каждый из которых соединен с вакуумной камерой через редукторы и регуляторы газовые.
Предложенная установка позволит наносить равномерное покрытие на непрерывно перемещающуюся ленту с возможностью контроля толщины и равномерности покрытия и последующего изъятия этой ленты без повреждений из данного устройства.
На фиг. изображена распылительная установка по производству ленты с катодным покрытием для литий-ионных источников тока, где 1 - вакуумная камера со шлюзовым отсеком, 2 - блок технологической оснастки, 3 - лентопротяжный механизм, 4 - форсунки, 5 - сканеры измерения толщины покрытия, 6 - картридж с наноструктурированным порошком катодного материала, 7 - картридж со связующим, 8 - смесительная емкость, 9 - емкость с рабочей смесью, 10 - вакуумно-технологический блок, 11 - масс-спектрометр, 12 - квадрупольный масс-спектрометр, 13 - турбомолекулярный насос, 14 - эжекторный насос, 15 - газовый пост, 16 - баллоны с газом, 17 - регуляторы газовые, 18 - редукторы газовые, 19 - вентили регулирующие, 20 - вакууметр.
Установка работает следующим образом.
Распылительная установка по производству ленты с катодным покрытием для литий-ионных источников тока содержит вакуумную камеру 1, две форсунки 4, емкость с рабочей смесью 9. В бункер для подачи рабочей смеси 9 компоненты подаются из картриджа с наноструктурированным порошком катодного материала 6 и картриджа со связующим 7, которые, в свою очередь, через вентили регулирующие 19 подаются в смесительную емкость 8. Рабочая смесь из емкости 9 через форсунки 4 с двух сторон наносится на поверхность ленты, которая перекручивается из одной кассеты в другую через лентопротяжный механизм 3. Процесс нанесения контролируется имеющими возможность перемещения вдоль ленты сканерами измерения толщины покрытия 5. После нанесения покрытия блок технологической оснастки 2, содержащий кассеты с лентопротяжным механизмом 3 и сканеры измерения толщины покрытия 5, подсоединенные к контролеру (на фиг. не показан), изымается из вакуумной камеры. Сканеры измерения толщины покрытия 5, подсоединенные к контролеру, отображают скорость напыления и толщину пленки, управляет процессом напыления. Программа для выставления параметров, программирования процессов и обработки данных, заметно облегчит работу оператора. Измеритель толщины позволяет запомнить до 25 процессов, состоящих из 250 слоев и 25 материалов. После программирования технологом режимов напыления оператору только остается выбрать и запустить требуемый процесс напыления.
Вакуумно-технологический блок 10 содержит масс-спектрометр 11, квадрупольный масс-спектрометр 12, турбомолекулярный насос 13 и эжекторный насос 14, соединенные с вакуумной камерой 1 через вентили регулирующие 19, вакуумметр 20.
Газовый пост 15 состоит из соединенных трубопроводами баллонов с газом 16 (в одном может быть аргон, в другом - азот), каждый из которых через редуктор газовый 18 и регуляторы газа 17 соединен с вакуумной камерой 1.
Автоматическое управление от компьютера (на фиг. не показан) позволяет запрограммировать все этапы работы распылительной установки, включая процесс откачки, напуска газа, напыления, вентилирования камеры после откачки и т.д.
Предложенная полезная модель может использоваться в различных отраслях техники, где требуется получение высококачественных покрытий с высокими адгезионными и функциональными характеристиками.