Способ изготовления фольги и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСЯИХРЕСПУБЛИК ОЮ НЬ,ЯО67 А ЗО 9 С 23 С 13/08ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУФ(71)Специальное конструкторское бюровакуумных покрытий при ГоспланеЛатвийской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 481204, кл. С 23 С 13/08, 1973.2. Патент США У 36086 15,кл. С 23 С 13/08, 1973.(54)СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОЛЬГИ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ изготовления фольги,включающий совмещение конца лентылидера с поверхностью технологическойподложки в виде барабана, нанесениесвязующего материала, конденсациюна конец ленты-лидера и нагретую тех".нологическую подложку материала фольги и сматынание фольги с помощью ленты-лидера, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей путем расширения диапазона, температур конденсации, йанесение связующего материала. проводят на конец ленты-лидера перед его совмещением с поверхностью техно.- логической подложки, а в качестве свя" зующего материала используют олово- содержащие 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 прижимавыполнен 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 р загнутым и расположен с возможностью взаимодействия упора с загнутым концом ленты-лидера, а вал с Г-образным, держателем размещен с одной стороны испарителя.Изобретение относится к технологии нанесения покрытий в вакуумеи может быть использовано для производства фольги,Известен способ изготовления фольги, включающий соединение ленты-лиде-,ра с. кромкой конденсата на технологической подложке в виде барабана путемдиФфузионной роликовой сварки в вакууме, отделение конденсата (фольги), от10подложки с последующей зачисткой поверхности барабана в месте сварки 11.Недостатком этого способа является сложность его реализации из-занеобходимости точно. совмещать конецленты-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, механизмсъема фольги с барабана с подающими приемным роликами, лентой-лидером25и системой соединения конца лентылидера с кромкой конденсата (фольги),и механизм зачистки поверхности барабана в месте соединения ленты-лидерас кромкой конденсата 1.30Недостатком этого устройства является сложность конструкции из-за большого количества дополнительных узлов, что усложняет его обслуживание. 35Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления фольги, включающий совмещение конца ленты-лидера с поверхностью технологической под ложки в виде барабана, откачку рабочего объема, нагрев барабана, конденсацию на. конец ленты-лидера и барабан материала фольги, включение вращения барабана и сматывание фоль ги 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 воздухе21. 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 ленты- лидера к барабану и механизм намотки фольги Г 23 Недостатками известного устройстваявляются низкие технологические возможности из-за малых температур конденсации.Целью изобретения является расширение технологических возможностейпутем расширения диапазона температур конденсации,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовления фольги, включающему совмещениеконца ленты-лидера с поверхностьютехнологической подложки в виде барабана, нанесение связующего материала, конденсацию на конец лентылидера и нагретую технологическуюподложку материала фольги и сматывание фольги с помощью ленты-лидера,нанесение связующего материала проводят на конец ленты-лидера перед егосовмещением с поверхностью технологической подложки, а в качестве связую.щего материала используют оловосодержащие сплавы.С целью расширения технологических возможностей путем расширениядиапазона температур конденсации,устройство для изготовления фольгиреализующее предлагаемый способ, содержит термостатированный барабан,испаритель, механизм прижима ленты.лидера к барабану и механизм намотки фольги, механизм прижима выполненв виде держателя Г-образной формы,установленного на валу, причем частьдержателя со стороны барабана выполнена в виде подпружиненного упора,а конец ленты-лидера выполнен загнутым и расположен с возможностью взаимодействия упора с загнутым концомленты-лидера, а вал с Г-образнымдержателем размещен с одной стороныиспарителя,Создание конденсата, соединенногос лентой"лидером, предопределяетсявыбором конкретного связующего материала для нанесения его на конецленты-лидера, для получения требуемой фольги без создания перемычкимежду лентой-лидером и технологической подложкой. Для получения пластич.3 1094ной фольги минимальные температурыконденсации 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, известныйспособ неприменим для получения фольОги для всех указанных металлов, кроме цинка и олова,При прочих постоянных параметрахпроцесса 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 удли 2нение 0,5 при скорости конденсации30-40 мкм/мин и температуре 200 С.оПри той же скорости, но температурео300-400 С предел прочности составля 1ет 25-30 кг/мм и относительное удли-"нение 1,5%. Увеличение температурыконденсации до 450 С приводит к увеличению относительного удлинения до2,1 при пределе прочности 21 кг/ммгт,е. фольга имеет все свойства массивной отожженной меди.30Для достижения тех же механическихсвойств при увеличении скорости конденсации, обеспечивающей увеличениепроизводительности установки, необходимо увеличивать температуру конден 35сации. Следовательно, расширение температурного диапазона конденсации, позволяет увеличить производительностьустановки. Этому способствует прин-"ципиальная воэможность повторногоначала отделения фольги без разгерметизации вакуумной камеры,867 аразование твердой металлической связи происходит за счет смещения теплового равновесия до температуры перегрева конденсата при расплавлении связующего материала,. который смочит получаемый конденсат, образующийся даже под лентой-лидером в результате поверхностной миграции и увеличит теплоотводесли температура плавления связую"щего материала выше. рабочей темпера" туры барабана, но ниже температуры перегрева конденсата, то затверде- вания можно достичь выводом прижатого к подложке конца ленты-лидера из зо" вы конденсации. Таким образом, выбор связующего материала обусловлен возможностями осуществления хотя бы одного из трех механизмов. Связующий материал должен смачивать как ленту-лидертак и получаемый конденсат, но не смачивать барабан, плавиться и затвердевать при образовании конденсата на конце ленты-лидера.П р и м е р 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 раз" мещают таким образом, чтобы часть ленты с покрытием плотно прижималась молибденовым упором к поверхности конденсации - барабану из нержавеющей стали с кварцевым антиадгезионным покрытием. После этого поверх- вость конденсации нагревают в вакууме порядка 10 Па до 200-350 С и проводят одновременную конденсацию серебра на конец ленты-лидера иСоединение 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 50 происходит кваэииэотермическое затвердевание даже в том случае, если температура плавления нанесенного . легкоплавкого связующего материала ниже температуры барабана, 55если температура плавления связующего материала выше температуры перегрева конденсата на 10-50 С, то обповерхность барабана, Вследствие взаимодействия конденсирующегосясеребра с припоем происходит образование соединенного с лентой-,лидеромконденсата серебра, что делает воэможным отделение конденсата от бараба" на посредством ленты-лидера. Прочность такого соединения составляет10-20 Н/см. П р и м е р 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 3ность шва 10-20 Н/см (испытание на воздухе) .На фиг. 1 изображено устройство для изготовления фольги, на фиг.2 - часть механизма прижима ленты лидера к термостатированному барабану.Устройство содержит испаритель 1, ,технологическую подложку в виде вращающегося термостатируемого бараба на 2, размещенную между ними заслонку 3, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Под барабаном размещен Г-образный держатель 4, вращающийся на ва лу 5. В его верхнюю часть встроен подпружиненный упор б, Вращение держателя положения ограничивается фиксатором 7. Держатель своим упором прижимает загнутый конец ленты-лидера 20 8 к барабану, а другой конец ленты- лидера 8 закреплен на приемном ролике (не показан), Торец 9 и поверхность 10 (фиг, 2), соприкасающегося с барабаном коцца ленты-лидера, по крыты связующим материалом 11. Механизм намотки фольги и привод барабана не показаны.Устройство работает следующим образом, 30Загнутый 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 пОложение 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 3. 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-ЗВ малого теплоотвода разогреваеТСя дО температуры плавления связующеГО материала 11. В то же время из за поверхностной миграции конденсаТ образуется 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 50-10010 м, а затем он приводится во вращение против часовой стрелки синхронно с механизмом перемотки с постепенно увеличивающейся до рабочего значения скоростью.Б 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 ленты- лидера 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 времяных установок, сократить время цик" ла и упростить операции по его проведению, так как нет необходимости ловить точку начала конденсата на ба" 5 рабане, совмещать ее с устройством сварки, 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 2- 3 раза, упростить конструкцию внутрикамерных устройств - исключить механизм диффузионной сварки - источник потейциальных отказов вакуум1094867 г.г ставитель хред М,Ку Рогул Редак акаэ 3536/15 900 Подписно СР дУжгород, ул, Проектна"Пате Тираж КИПИ Государст о делам изобре 35, Москва, Ж нного ний иРау Серебренниковаа Корректор А. Ильин омитета ткрытий кая наб