УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДЛОЖКИ ПЕРЕД НАПЫЛЕНИЕМ ПОКРЫТИЯ В ВАКУУМНОЙ КАМЕРЕ

Устройство для защиты подложки перед напылением покрытия в вакуумной камере (полезная модель) относится к области вакуумной техники, предназначенной для нанесения оптических покрытий на диэлектрические или металлические подложки методом термического испарения (напыления).
Известен способ защиты (очистки) подложки от осажденных на нее частиц пыли перед ее загрузкой в вакуумную камеру [1] («Физика тонких пленок», под ред. Г. Хасса, т. 4, издательство Мир, М., 1970, стр. 13), основанный на отделении в вакууме коллоидной пленки, нанесенной на подложку. После загрузки подложки в вакуумную камеру и достижения вакуума зажигают тлеющий разряд, уменьшающий адгезию между подложкой и коллоидной пленкой. Затем коллоидная пленка легко отделяется от поверхности подложки.
Недостатком известного способа [1] является возможность загрязнения освобожденной от пленки поверхности подложки продуктами катодного распыления, обусловленного тлеющим разрядом.
Известен реактор для плазмохимического осаждения веществ из газовой фазы [2] (патент RU 2258763 С1), предназначенный для нанесения декоративных покрытий на изделия из стекла, керамики. Реактор содержит вакуумную камеру с электродом и нагревателем внутри нее и ВЧ-генератор. Подготовленные изделия устанавливают на электрод, нагревают в вакуумной камере и откачивают из нее воздух. На электрод подают напряжение с ВЧ-генератора. В результате действия высокочастотного разряда на молекулы газа происходит их диссоциация и осаждение на горячую поверхность изделий.
Недостаток описанного устройства [2] - в отсутствии защиты поверхности изделия от загрязнения инородными частицами - пылинками в процессе откачки воздуха из камеры.
Известна вакуумная установка нанесения покрытий методом термического испарения [3] («Технология оптических деталей», под ред. М.Н. Семибратова, 2-е изд. перераб. и доп. М: Машиностроение, 1985, стр. 224, рис. 153). Установка состоит из вакуумной камеры, закрытой подъемным колпаком, рабочей плиты, откачивающей вакуумной системы, подколпачного устройства для крепления напыляемых деталей и их вращения, испарителей, нагревателей для нагрева подложек, с целью улучшения адгезии и механической прочности напыляемой пленки. Подготовленные к напылению подложки устанавливают в отверстия  подколпачного устройства, установленного на роликовых опорах. После откачки воздуха и нагрева подложек подколпачное устройство приводят во вращение.
Недостаток описанной установки [3] в том, что она не обеспечивает, в полной мере, защиту рабочей поверхности подложки, в процессе откачки воздуха, нагрева подложек, из-за возникающих при этом турбулентности воздуха и электростатических зарядов, от попадания на нее инородных частиц (пылинок).
Задачей создания полезной модели является повышение эффективности защиты подложки от пылинок и, тем самым, повышение качества оптического покрытия.
Устройство для защиты подложек перед напылением покрытия в вакуумной камере, снабженной вращающимся подколпачным приспособлением и толкателем, отличается от известного технического решения, содержащего корпус для размещения в нем подложки, выполненный в виде пустотелого цилиндра, узлы крепления корпуса на вращающемся подколпачном приспособлении камеры, тем, что в него дополнительно введена крышка, снабженная выступом, выполненным с возможностью механического взаимодействия с толкателем в процессе вращения подколпачного приспособления, и скользящими скобами для крепления к корпусу, при этом на нижнем торце корпуса выполнена проточка для установки в нее крышки посредством упомянутых скользящих скоб.
Кроме того, выступ крышки расположен в плоскости вращения на удалении от оси вращения подколпачного приспособления, равном удалению от упомянутой оси толкателя.
Совокупность существенных признаков устройства для защиты подложек, отличающих полезную модель от известных технических решений, при реализации позволяет повысить эффективность защиты поверхности подложки перед напылением и, тем самым, повысить качество напыляемого покрытия.
Сущность полезной модели поясняется рисунками на фиг. 1, фиг. 2 (а, б), фиг. 3 и фиг. 4. Совпадающие цифровые обозначения на фиг. 1, фиг. 2 (а, б), фиг. 3 и фиг. 4 соответствуют одноименным элементам конструкции. На фиг. 1 изображено устройство для защиты подложек; на фиг. 2(а) - крышка (поз. 2 на фиг. 1); на фиг. 2(б) - на ее проекции показана конфигурация скоб 3 и выступа 4; на фиг. 3 схематично изображена вакуумная камера термического испарения 10, с размещенными в ней: толкателем 5, подколпачным приспособлением 7 и, например, шестью устройствами для защиты подложек 9; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.
Описываемое устройство для защиты подложек (фиг. 1) содержит: корпус 1, крышку 2 со скобами 3 и выступом 4. Кроме того, на фиг. 1 показан толкатель 5, подложка 6 и подколпачное приспособление 7. В корпусе 1 выполнена проточка 8, для крепления в ней, с помощью скользящих скоб 3, крышки 2. Выступ 4 крышки расположен в плоскости вращения подколпачного приспособления на том же удалении от его оси, что и ось упомянутого толкателя (фиг. 3). Подколпачное приспособление 7 [3], предназначено для размещения напыляемых подложек и их вращения внутри вакуумной камеры (фиг. 3 и фиг. 4). Также стрелкой Р (фиг. 1) показан вектор силы, воздействующей на выступ 4, при сбросе крышки 2.
Устройство работает следующим образом.
Подложку 6, размещают в корпусе 1 рабочей поверхностью внутрь. На нижний торец корпуса, в проточку 8 с помощью, не менее трех, скоб 3, устанавливают крышку 2. При этом рабочая поверхность подложки изолируется от окружающей атмосферы. Затем устройство устанавливается внутрь вакуумной камеры на подколпачное приспособление 7. При отсосе воздуха, для получения заданного вакуума, инородные частицы (пылинки) не попадают на изолированную рабочую поверхность подложки 6, а воздух, выходящий из внутренней полости цилиндра корпуса 1 по негерметичным зазорам между подложкой и корпусом и между корпусом и крышкой, не дает возможности пылинкам попасть на подложку.
При получении в вакуумной камере заданного вакуума приводится во вращение подколпачное приспособление 7. Устройство выступом 4 крышки 2 нажимает на неподвижный толкатель 5, при этом скользящие скобы 3 выходят из сопряжения с проточкой 8 и крышка сбрасывается с корпуса 1, открывая рабочую поверхность подложки 6 для напыления покрытия.
Испытания опытного образца устройства для защиты подложек показали положительные результаты.
Источники информации:
1) «Физика тонких пленок» под ред. Г. Хасса, т. 4, издательство Мир, 1970 г., стр. 13.
2) Описание патента RU 2258763 С1, 20.08.2005.
3) «Технология оптических деталей», под ред. М.Н. Семибратова, 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985, стр. 224, рис. 153.