Способ изготовления фольги и устройство для его осуществления

Способ изготовления фольги и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ изготовления фольги, включающий совмещение конца лентылидера с поверхностью технологической подложки в виде барабана, нанесение связующего материала, конденсацию на конец ленты-лидера и нагретую тех-, нологическую подложку материала фольги и сматывание фольги с помощью ленты-лидера , отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона / температур конденсации , нанесение связующего материала проводят на конец ленты-лидера перед его совмещением с поверхностью технологической подложки, а в качестве связующего материала используют оловосодержащие сплавы. 2. Устройство для изготовления фольги, содержащее термостатированный барабан, испаритель, механизм прижима ленты-лидера к барабану и механизм намотки фольги, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона температуры конденсации, механизм прижима выполнен в виде держателя Г-образной формы, установленного на валу, причем часть держателя со стороны барабана вьтолнена в виде подпружиненного упора, а конец ленты-лидера вьтолнен g загнутым и расположен с возможностью взаимодействия упора с загнутым концом ленты-лидера, а вал с Г-образным, СО 4 держателем размещен с одной стороны испарителя. СХ) Од |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСЙИХ

РЕСПУБЛИК

ОЮ (11>, SU

67 А р(д) С 23 С 13/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 3441370/18-21 (22) 16.02.82 ,(46) 30.05.84. Бюл. ¹ 20 (72) Р,И. Зейля, А.П. Ковтун и Е.Н. Стребков (71)Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане

Латвийской ССР (53) 621.793.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 481204, кл. С 23 С 13/08, 1 973.

2. Патент США № 36086 15, кл. С 23 С 13/08, 1973. (54)СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОЛЬГИ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ изготовления фольги, включающий совмещение конца лентылидера с поверхностью технологической подложки в виде барабана, нанесение связующего материала, конденсацию на конец ленты-лидера и нагретую тех-.. нологическую подложку материала фольги и сматынание фольги с помощью ленты-лидера, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона, температур конденсации, йанесение связующего материалапроводят на конец ленты-лидера перед его совмещением с поверхностью техно.логической подложки, а в качестве свя" зующего материала используют оловосодержащие сплавы.

2. Устройство для изготовления фольги, содержащее термостатированный барабан, испаритель, механизм прижима ленты-лидера к барабану и механизм намотки фольги, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона температуры конденсации, механизм прижима выполнен в: виде держателя Г-образной формы, установленного на валу, причем часть держателя со стороны барабана выполнена в виде подпружиненного упора, а конец ленты-лидера выполнен загнутым и расположен с возможностью взаимодействия упора с загнутым концом ленты-лидера, а вал с Г-образным, держателем размещен с одной стороны испарителя.

1094867

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для производства фольги, Известен способ изготовления фоль- 5 ги, включающий соединение ленты-лиде-. ра с. кромкой конденсата на технологической подложке в виде барабана путем диФфузионной роликовой сварки в вакууме, отделение конденсата (фольги), от

10 подложки с последующей зачисткой поверхности барабана в месте сварки 51).

Недостатком этого способа является сложность его реализации из-за необходимости точно. совмещать конец ленты-лидера с конденсатом в вакууме, а зачистка барабана приводит к быстрому его износу.

Известно также устройство для изготовления. фольги, содержащее термостатированный барабан (технологическая подложка), испаритель, механизм съема фольги с барабана с подающим и приемным роликами, лентой-лидером

25 и системой соединения конца лентылидера с кромкой конденсата (фольги), и механизм зачистки поверхности барабана в месте соединения ленты-лидера с кромкой конденсата 1 .

Недостатком этого устройства является сложность конструкции из-за большого количества дополнительных узлов, что усложняет его обслуживание. 35

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления фольги, включающий совмещение конца ленты-лидера с поверхностью технологической под- щ0 ложки в виде барабана, откачку рабочего объема, нагрев барабана, конденсацию на. конец ленты-лидера и барабан материала фольги, включение вращения барабана и сматывание фольги с помощью ленты-лидера. При этом совмещение ленты-лидера с барабаном осуществляется с помощью магнитов, а создание перемычки между концом ленты-лидера и барабаном происходит за счет нанесения на них силиконового покрытия и его длительной выдержки на воздухе (21.

Недостатками известного способа являются низкие технологические воэможности, так как силиконовая перемычка не позволяет изготовлять фольгу при больших температурах конденсации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для изготовления фольги, содержащее термостатированный барабан, испаритель, механизм прижима лентылидера к барабану и механизм намотки фольги Г23Недостатками известного устройства являются низкие технологические воз-. можности из-за малых температур конденсации.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем расширения диапазона температур конденсации, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления фольги, включающему совмещение конца ленты-лидера с поверхностью технологической подложки в виде барабана, нанесение связующего материала, конденсацию на конец лентылидера и нагретую технологическую подложку материала фольги и сматывание фольги с помощью ленты-лидера, нанесение связующего материала прово дят на конец ленты-лидера перед его совмещением с поверхностью технологи ческой подложки, а в качестве связующего материала используют оловосодержащие сплавы.

С целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона температур конденсации, устройство для изготовления фольги реализующее предлагаемый способ, содержит термостатированный барабан, испаритель, механизм прижима лентылидера к барабану и механизм намот ки фольги, механизм прижима выполнен в виде держателя Г-образной формы, установленного на валу, причем часть держателя со стороны барабана выполнена в виде подпружиненного упора, а конец ленты-лидера выполнен загнутым и расположен с возможностью взаимодействия упора с загнутым концом ленты-лидера, а вал с Г-образным держателем размещен с одной стороны испарителя.

Создание конденсата, соединенного с лентой-лидером, предопределяется выбором конкретного связующего материала для нанесения его на конец ленты-лидера, для получения требуемой фольги без создания перемычки между лентой-лидером и технологической подложкой. Для получения пластич3 1094 ной фольги минимальные температуры

© конденсации следующие, С: для тантала 837, для ниобия 652, для нержавеющей стали 527, для никеля 427, и 30-40 от точки плавления соответствующего металла для хрома, железа, магния, марганца, молибдена, платины, золота, серебра, олова, вольфрама, и цинка. Следовательно, известный способ неприменим для получения фоль-1р ги для всех указанных металлов, кроме цинка и олова, При прочих постоянных параметрах процесса испарения и конденсации материала фольги ее пластические свой-. ства будут тем выше, чем выше температура конденсации. Предел прочности медной фольги на разрыв составляет 30-40 кг/мм и относительное удли2 нение 0,5 при скорости конденсации

30-40 мкм/мин и температуре 200 С. о

При той же скорости, но температуре о

300-400 С предел прочности составля1 ет 25-30 кг/мм и относительное удли-нение 1,5 . Увеличение температуры конденсации до 450 С приводит к уве0 личению относительного удлинения до

2,1 при пределе прочности 21 кг/мм

2 т.е. фольга имеет все свойства массивной отожженной меди.

Для достижения тех же механических свойств при увеличении скорости конденсации, обеспечивающей увеличение производительности установки, необходимо увеличивать температуру конден35 сации. Следовательно, расширение температурного диапазона конденсации, позволяет увеличить производительность установки. Этому способствует прин- " ципиальная воэможность повторного начала отделения фольги без разгерметизации вакуумной камеры, 867 4 разование твердой металлической связи происходит за счет смещения теплового равновесия до температуры пере1 грева конденсата при расплавлении связующего материала,. который смочит получаемый конденсат, образующийся даже под лентой-лидером в результате поверхностной миграции и увеличит теплоотвод если температура плавления связую" щего материала выше. рабочей температуры барабана, но.ниже температуры перегрева конденсата, то затвердевания можно достичь выводом прижатого к подложке конца ленты-лидера из зоны конденсации.

Таким образом, выбор связующего материала обусловлен возможностями осуществления хотя бы одного из трех механизмов. Связующий материал должен смачивать как ленту-лидер,,так и получаемый конденсат, но не смачивать барабан, плавиться и затвердевать при образовании конденсата на конце ленты-лидера.

Пример 1. На ленте-лидере (медной фольге толщиной 40-60 мкм) покрывают связующим материалом— оловянно-свинцовым припоем — торец и полосу шириной в несколько миллиметров, соответствующую области контактирования. Затем ленту-лидер размещают таким образом, чтобы часть ленты с покрытием плотно прижималась молибденовым упором к поверхности конденсации — барабану из нержавеющей стали с кварцевым антиадгезионным покрытием. После этого поверхность конденсации нагревают в вакууме порядка 10 Па до 200-350 С и проводят одновременную конденсацию серебра на конец ленты-лидера и

Соединение ленты-лидера с фольгой обеспечивает реализацию трех возможных механизмов образования прочного соединения между лентой-лидером и конденсатом; если малые добавки испаряемого ма териала в металл или сплав увеличивают его температуру плавления, то 5О происходит кваэииэотермическое затвердевание даже в том случае, если температура плавления нанесенного . легкоплавкого связующего материала ниже температуры барабана, 55 если температура плавления связующего материала выше температуры перегрева конденсата на fO-50 С, то обповерхность барабана. Вследствие взаимодействия конденсирующегося серебра с припоем происходит образование соединенного с лентой-,лидером конденсата серебра, что делает воэможным отделение конденсата от барабана посредством ленты-лидера. Прочность такого соединения составляет

10-20 Н/см.

Пример 2. Соединение в соответствии с примером 1, за исключением того, что вместо оловянно-свинцового припоя используют чистое олово, служащее для отделения медного конденсата, получаемого при 250-350 С.Проч-, 1094867

3. ность шва 10-20 Н/см (испытание на воздухе) .

На фиг. 1 изображено устройство для изготовления фольги, на фиг.

2 — часть механизма прижима ленты- 5 лидера к термостатированному барабану.

Устройство содержит испаритель 1,,технологическую подложку в виде вращающегося термостатируемого барабана 2, размещенную между ними заслонку 3, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Под барабаном размещен Г-образный держатель 4, вращающийся на ва- 15 лу 5. В его верхнюю часть встроен подпружиненный упор б. Вращение держателя положения ограничивается фиксатором 7. Держатель своим упором прижимает загнутый конец ленты-лидера20

8 к барабану, а другой конец лентылидера 8 закреплен на приемном ролике (не показан), Торец 9 и поверхность 10 (фиг, 2), соприкасающегося с барабаном коцца ленты-лидера, покрыты связующим материалом 11. Механизм намотки фольги и привод барабана не показаны.

Устройство работает следующим образом. 30

Загнутый конец ленты-лидера 8, на который нанесен слой связующего материала 11 с торца 9 и поверхности 10, обращенной к барабану 2 на участке шириной 3-10 мм, закрепляют на упоре 5

6, находящемся в положении 12, и прижимают к поверхности барабана 2, вращающегося по часовой стредке, так, чтобы не происходило проскальзывания ленты-лидера 8 по барабану 2 до тех 40 пор, пока линия прижима ленты-лидера

8 не окажется на плоскости, в которой лежит ось.барабана 2 и ось испарителя

1. При этом держатель 4 так уравновешен на валу 5, что упругие силы 45 упора 6 и силы трения между упором

6, лентой-лидером 8 и барабаном 2 обеспечат устойчивое равновесие в положении, изображенном на фиг. 1 (исходное пОлажение для начала произ-50 водства фольги). Лента-лидер 8, огибая барабан 2, вторым концом закреплена на перемоточном механизме.

После откачки камеры и вывода на режим испарения испарителя 1 и нагрев барабана 2 в неподвижном состоянии до рабочей температуры при исходном положении держателя 4 открывает заслонку Э. При этом испаряемый материал конденсируется на открытую часть барабана 2 и отогнутый участок ленты-лидера 8 шириной 5 мм. В раэуль тате чего конец ленты-лидера 8 иэ-йй малого теплоотвода разогреваеТСИ дО температуры плавления связующеГО материала 11. В то же время из аа поверхностной миграции конденсаТ об-! разуется не только на открытом участ ке барабана 2, но и на участке под прижатым концом ленты-лидера 8, где он и смачивается связующим материалом

11, нанесенным на ленту-лидер 8. Барабан 2 остается неподвижным до тех пор, пока на нем не образуется на участке, прилегающем к ленте-лидеру

9, конденсат толщиной 50-100 ° 10 м, а затем он приводится во вращение против часовой стрелки синхронно с механизмом перемотки с постепенно увеличивающейся до рабочего значения скоростью. ,!

l5 результате этого место соединения ленты-лидера и конденсата в прижатом к барабану 2 состоянии выводится из зоны интенсивной конденсации, что также способствует созданию прочной связи между конденсатом и лентой-лидером 8. Когда кромка упора 6 перейдет через плоскость, в которой лежит ось барабана 2 и ось вала 5 держателя 4, держатель с упором 6 окажется в метастабильном состоянии и при дальнейшем вращении барабана 2, когда упругие силы и силы трения упора 6 по ленте-лидеру

8 окажутся меньше вращающегося момента, частично уравновешенного держателя 4, последний перейдет в положение, обеспечиваемое фиксатором 7.

При этом упор 6 отходит от лентылидера 8, не создавая открывающих усилий.

Предлагаемый способ производства фольги исключает длительное формирование перемычки на воздухе, позволяет снять ограничение начальных температур технологической подложки, связанных с этапом отделения конденсата от последней, обеспе" чивает получение фольг с требуемыми (заданными) физико-механическими свойствами, тем самым расширяет ассортимент производимых фольг, позволяет отделять, конденсат без ос " татка, исключает возможность повреж дения слоя антиадгезива во время ных установок, сократить время цикла и упростить операции по его проведению, так как нет необходимости ловить точку начала конденсата на ба5 рабане, совмещать ее с устройством свар.

Г ки, останавливая при этом барабан (закрываются заслонки), при этом надежность проведения цикла возрастает до 80, увеличить ассортимент производимых фольг с хорошими физико-Механическими свойствами путем расширения чиапазона температур конденсации.„

7 1094867 обязательных технологических операций и снимает ограничение, принципиально исключающее повторное отделение конденсата.

Устройство реализующее предлагаемый способ позволяет увеличить срок службы антиадгезивного покрытия на" барабане и собственно барабана в 23 раза, упростить конструкцию внутрикамерных устройств — исключить механизм диффузионной сварки — источник потейциальных отказов вакуум1094867

Составитель Н, Серебренникова

Редактор Н. Рогулич Техред N.Êóýüìà Корректор А, Ильин

Заказ 3536/15 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4