УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЁНОК

Заявляемая полезная модель относится к средствам технического оснащения, предназначенным для осуществления технологического процесса, а более конкретно, для нанесения вакуумных покрытий на подложку в виде тонкой пленки распыляемого материала, и может быть использована для решения оптических задач, в частности, при изготовлении лимбов углоизмерительных систем и других типов штриховых мер.
Ранее основным способом изготовления оптических шкал являлось механическое нанесение штрихов на поверхность заготовки. В начале 1960-х годов для этих целей стали применяться фотометрические технологии, заимствованные из микроэлектронной промышленности. В настоящее время существует большое количество фотографических способов изготовления штриховых мер, содержащих операции, выполняемые с использованием оснастки, одной из которых является нанесение покрытия. Оптические покрытия, как правило, наносят напылением в вакууме резистивным, электронно-лучевым или магнетронным способами. Наиболее распространенным маскирующим покрытием является хромовое, широко применяемое при изготовлении оптических шкал.
Известно техническое решение, в котором описано устройство нанесения тонких пленок (Василенко Н.В. и др., Вакуумное оборудование тонкопленочной технологии производства изделий электронной техники. - Красноярск: кн. изд-во Сибирская аэрокосмическая академия, стр. 144), содержащее плоский испаритель и подложки, расположенные на вращающемся подложкодержателе.
Недостатком аналога является большая неравномерность покрытия подложки тонкой пленкой распыляемого материала из-за переменного угла его напыления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство нанесения тонких пленок (патент RU №2114931, кл. C23C 14/24), которое выбрано в качестве прототипа. Это устройство содержит плоский испаритель, приемный свод, профиль которого выполнен по кривой в виде степенной косинусоидальной функции с показателем степени - одна вторая, и подложкодержатели, с закрепленными на них подложками, установленные на приемном своде. В нем достигается достаточно равномерное нанесение покрытия благодаря форме приемного свода, обеспечивающей постоянный угол напыления материала.
Недостатком прототипа является невозможность обеспечения равномерного нанесения покрытия на поверхности подложек цилиндрической, сферической и асферической формы из-за ассиметричного вида приемного свода и его жесткой связи с подложкодержателями, обращенными к испарителю одной стороной.
В основу полезной модели положена задача обеспечения равномерного покрытия вакуумным испарением тонкой пленкой распыляемого материала подложек любой формы.
Для решения поставленной задачи в устройстве для нанесения тонких пленок, содержащем испаритель и приемный свод криволинейного профиля с закрепленными на нем подложкодержателями, снабженными подложками, приемный свод криволинейного профиля выполнен в виде части сферы и установлен с возможностью вращения вокруг радиальной оси, сосной с испарителем, а подложкодержатели размещены на своде с обеспечением их планетарного вращения относительно испарителя.
Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в обеспечении равномерного покрытия подложек различной формы тонкой пленкой распыляемого материала.
Благодаря выполнению приемного свода в форме части сферы и размещению подложек на вращающихся подложкодержателях, установленных на вращающемся сферическом своде, обеспечивающем их планетарное вращение относительно испарителя, устройство позволяет производить равномерное напыление материала за счет обеспечения равномерного точного перемещения подложек вокруг испарителя.
Сущность данной полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства. Устройство содержит испаритель 1, приемный свод 2 с осью вращения О-О′, установленные на его внутренней поверхности с возможностью вращения подложкодержатели 3, в которых жестко размещены подложки 4.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом технологического процесса нанесения тонких пленок подложки 4 жестко устанавливают в оправу, которую затем крепят в подложкодержатели 3 приемного свода 2. При этом состав элементов и форма оправы определяется исходя из формы подложки (цилиндрической, сферической и др.). Затем закрывают вакуумную установку, включают механический насос и откачивают ее до остаточного давления в камере 1,33 Па. Включают приводы вращения подложкодержателей подложек и свода. Производят прокаливание хрома под заслонкой при постепенном увеличении тока накала испарителя. Открывают заслонку над испарителем и производят напыление хрома, контролируя величину коэффициента пропускания по фотометрическому устройству. Выключают ток накала испарителя. Выключают вращение, отключают испаритель и выдерживают детали в вакууме в течение 20-40 мин. Напускают воздух в вакуумную камеру и извлекают подложку из подложкодержателя, а затем из оправы.
Таким образом, применение заявляемого устройства нанесения тонких пленок обеспечивает высокую степень равномерности покрытия, повышая, тем самым, процент выхода годных изделий, позволяет проводить обработку подложек любой формы, в том числе с использованием стандартного вакуумного оборудования.