Вакуумная установка для электронно-лучевого напыления покрытий

Вакуумная установка для электронно-лучевого напыления покрытий

Реферат

 

Изобретение относится к средствам нанесения покрытий и тонких пленок методом электронно-лучевого напыления в вакууме и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и электронной промышленности. Цель изобретения - повышение качества и долговечности элементов конструкции вакуумной установки. Сущность изобретения: что установка содержит в рабочей камере электронную пушку с системой отклонения электронного луча, тигель с испаряемым материалом, коллекторы электронов, каждый из которых соединен с соответствующим заземленным резистором и первым входом соответствующего компаратора напряжения, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения. Выход каждого компаратора соединен с соответствующим устройством сигнализации и с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И и входом одновибратора, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к дополнительному входу системы аварийного отключения высокого напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к средствам нанесения покрытий и тонких пленок методом электронно-лучевого напыления в вакууме и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и электронной промышленности.

Известны вакуумные установки для электронно-лучевого напыления покрытий, содержащие электронную пушку с системой отклонения электронного луча, тигель с испаряемым материалом, многовходовую систему аварийного отключения высокого напряжения [1,2].

Недостатком известных вакуумных установок является низкая долговечность из-за возможности прожигания (проплавления) элементов конструкции вакуумной установки при попадании на них электронного луча. Эта возможность возникает при непопадании электронного луча в тигель с испаряемым материалом в случае отказов системы отклонения электронного луча и при неблагоприятных условиях наблюдения оператором процесса испарения материала тигля.

Из известных вакуумных установок наиболее близкой к заявляемой является механизированная вакуумная установка ионного и электронно-лучевого напыления пленок [3], содержащая электронную пушку с системой электромагнитного отклонения электронного луча на 180^о, тигель, многовходовую систему аварийного отключения высокого напряжения. Система аварийного отключения высокого напряжения отключает высокое напряжение при прекращении подачи охлаждающей установку воды, отсутствии вакуума, открывании защитных щитков вакуумной установки, увеличение тока электронного луча сверх допустимого.

Недостатком известной вакуумной установки является низкое качество покрытия и низкая долговечность из-за возможности прожигания экрана при малом токе электромагнитной системы отклонения и прожигания корпуса электронной пушки при большом токе электромагнитной системы отклонения. При обрыве в цепи системы отклонения электромагнитного луча возможно проплавление других элементов конструкции вакуумной установки: барабанов с подложками, заслонки и т.д.

Целью изобретения является повышение качества электронно-лучевого напыления и долговечности элементов конструкции вакуумной установки.

Цель достигается тем, что в вакуумную установку введены коллекторы электронов, компараторы напряжения, источник опорного напряжения, узлы сигнализации, элемент ИЛИ, одновибратор и элемент И, при этом коллекторы электронов соединены с заземленными резисторами и подключены к первым входам соответствующих компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к источнику опорного напряжения, а выходы соединены с соответствующими узлами сигнализации и входами элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И и входом одновибратора, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, причем выход элемента И подключен к дополнительному входу блока аварийного отключения высокого напряжения.

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

Вакуумная установка для электронно-лучевого напыления покрытий содержит в рабочей камере 1 электронную пушку 2 с системой отклонения электронного луча 3, а также тигель 4 с испаряемым материалом 5. Около электронной пушки 2 и тигля 4 размещены коллекторы 6-8 электронов, каждый из которых соединен с соответствующим заземлением резистором 9 и первым входом соответствующего компаратора 10 напряжения. Вторые входы компараторов напряжения соединены с источником 11 опорного напряжения.

Выход каждого из компараторов 10 соединен с соответствующим узлом 12 сигнализации и с входами элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с первым входом элемента И 14 и входом одновибратора 15, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И 14. Выход элемента И 14 подключен к дополнительному входу блока 16 аварийного отключения высокого напряжения.

Количество коллекторов электронов и соответствующих компараторов 10 напряжений, узлов 12 сигнализации, а также входов элемента ИЛИ 13 определяется конструкцией вакуумной установки, количеством электронных пушек и тиглей и требуемой степенью защиты вакуумной установки от прожигания электронным лучом.

Вакуумная установка работает следующим образом.

После достижения в рабочей камере 1 необходимого вакуума включается высокое напряжение и другие питающие напряжения электронной пушки 2 с системой отклонения электронного луча 3. Отклоненный электронный луч по траектории, показанной штриховой линией, попадает в тигель 4 и нагревает материал 5, который испаряется.

При недостаточном токе в системе отклонения электронного луча 3 или при излишне сильном токе, а также в случае обрыва в системе отклонения электронный луч выходит из рабочей зоны тигля и по траекториям, показанным штрихпунктирными линиями, попадает на коллекторы 6,7 или 8 соответственно. На соответствующем резисторе 9 появляется падение напряжения, вызванное протекающим в цепи коллектора электронов током. Если это падение напряжения по абсолютной величине превышает опорное напряжение источника 11, соответствующий компаратор 10 выдает сигнал на узел 12 сигнализации и вход элемента ИЛИ 13. Узел сигнализации выдает, например, звуковой и световой сигналы оператору вакуумной установки о выходе электронного луча из рабочей зоны тигля 4 и указывает, в каком направлении вышел луч. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 проходит на выход элемента и запускает одновибратор 15, с инверсного выхода которого и с выхода элемента ИЛИ 13 сигналы поступают на элемент И 14. Если за время импульса одновибратора 5 оператор не вывел электронный луч в рабочую зону тигля и сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 не прекратился, на выходе элемента И 14 и появляется сигнал, приводящий в действие блок 16 аварийного отключения высокого напряжения питания электронной пушки. При этом электронная пушка выключается и предотвращается прожигание элементов конструкции вакуумной установки.

Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность вакуумных установок для электронно-лучевого напыления покрытий за счет ограничения пространственного положения электронного луча рабочей зоны тигля и устранения возможности прожигания электронным лучом элементов конструкции вакуумной установки.

Формула изобретения

ВАКУУМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащая в рабочей камере электронную пушку с системой отключения электронного луча, тигель с испаряемым материалом и блок аварийного отклонения высокого напряжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения электронно-лучевого напыления и долговечности элементов конструкции вакуумной установки, в нее введены коллекторы электронов, компараторы напряжения, источник опорного напряжения, узлы сигнализации, элемент ИЛИ, одновибратор и элемент И, при этом коллекторы электронов соединены с заземленными резисторами и подключены к первым входам соответствующих компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к источнику опорного напряжения, а выходы соединены с соответствующими узлами сигнализации и входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И и входом одновибратора, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, причем выход элемента И подключен к дополнительному входу блока аварийного отключения высокого напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1