RU2019573C1

RU2019573C1 - Method of continuous selective deposition of cover on belt-type base in vacuum

Info

Publication number: RU2019573C1
Authority: RU
Inventors: Л.Д. Харитонова; С.М. Манякин; Р.И. Терешкина; Л.А. Захарова
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: electronic engineering. SUBSTANCE: method provides for: masking, exercised by preliminary forming a roll by joint reel up of a belt-type base and located on its outer surface masking means on a drum ( maximum diameter of a ready roll must not exceed 1.2 of the drum diameter ); metal vapor deposition under pressure of not higher , than 1·10^-5 mm Hg on the formed roll during its unreeling and metal vapor condensation speed of 0.01 - 0.1 microns/s; following separation of the belt-type base and masking means. EFFECT: method allows to simplify process and increase production of good quality belt, using vacuum metal vapor deposition. 3 cl, 2 dwg 1 tbl

Description

Изобретение относится к нанесению покрытий вакуумным испарением и может быть использовано для получения на ленте из цветных металлов и сплавов полосчатых и дискретных покрытий. Указанный материал предназначен для изготовления выводных рамок интегральных микросхем в электронной промышленности. The invention relates to vacuum evaporation coating and can be used to produce banded and discrete coatings on a tape of non-ferrous metals and alloys. The specified material is intended for the manufacture of the output frames of integrated circuits in the electronic industry.

Известен способ непрерывного получения полосчатых покрытий из благородных металлов толщиной примерно 3 мкм на лентах из никеля и его сплавов путем плакирования при совместной холодной прокатке. A known method for the continuous production of banded coatings of noble metals with a thickness of about 3 microns on tapes of nickel and its alloys by cladding during joint cold rolling.

Недостатком известного способа является невозможность получения полосчатых ленточных материалов в мягком состоянии, а также неравномерность толщины плакированных покрытий. The disadvantage of this method is the inability to obtain banded tape materials in a soft state, as well as the uneven thickness of the clad coatings.

Известен способ непрерывного селективного нанесения покрытия на ленточные металлические основы в вакууме, заключающийся в том, что маскирование ленточной металлической основы осуществляют в процессе совместной подачи со шпуль на барабан ленточной металлической основы и маскирующей ленты с отверстиями, соответствующими форме заданного рисунка покрытия, причем ленточную металлическую основу располагают между барабаном и маскирующей лентой с отверстиями. С помощью вспомогательных роликов ленты прижимают друг к другу и к барабану. Пары металла испаряются из тигля, расположенного под барабаном, и через отверстия в маскирующей ленте осаждаются на открытые участки ленточной основы. После осаждения покрытия ленточную основу отделяют от маскирующего средства (маскирующей ленты) и сматывают на соответствующие шпули. The known method of continuous selective coating on metal tape bases in vacuum, which consists in masking a metal tape base is carried out in the process of joint supply from the spools to the drum of a metal tape base and masking tape with holes corresponding to the shape of a given coating pattern, and the metal tape base located between the drum and the masking tape with holes. Using auxiliary rollers, the tapes are pressed against each other and to the drum. Metal vapors are vaporized from the crucible located under the drum, and are deposited through openings in the masking tape onto exposed sections of the tape base. After coating is deposited, the tape base is separated from the masking agent (masking tape) and wound onto the corresponding spools.

Недостатком известного способа является сложность слежения за положением ленты относительно барабана (уход ленты от оси ее движения) и соответственно сложность согласования положения ленточной металлической основы с маскирующей лентой. Это ведет к снижению выхода годного за счет отклонения от заданного геометрического размера покрытий. The disadvantage of this method is the difficulty of tracking the position of the tape relative to the drum (leaving the tape from the axis of its movement) and, accordingly, the difficulty of matching the position of the tape metal base with a masking tape. This leads to a decrease in yield due to a deviation from a given geometric size of the coatings.

Цель изобретения - упрощение способа и повышение выхода годной ленты. The purpose of the invention is to simplify the method and increase the yield of the tape.

Для этого в способе непрерывного селективного нанесения покрытия на ленточную основу в вакууме маскирование осуществляют путем предварительного формирования на барабане рулона диаметром не более 1,2 диаметра барабана при совместной подаче на него ленточной основы и расположенного с ее наружной стороны маскирующего средства. Это обеспечивает получение селективных покрытий заданной конфигурации с высокой степенью точности без использования сложных систем слежения и управления положением ленточной основы и маскирующего средства. Осаждение паров металла в вакууме осуществляют в процессе размотки рулона при давлении в рабочем объеме вакуумной камеры не выше 1˙10^-5 мм рт.ст. и скорости осаждения паров металла 0,01-0,1 мкм/с, что обеспечивает получение качественного покрытия. При получении дискретных покрытий любой требуемой формы в качестве маскирующего средства используют маскирующую ленту с отверстиями, соответствующими рисунку покрытия. При получении полосчатых покрытий в качестве маскирующего средства используют по крайней мере одну маскирующую ленту и по крайней мере одну холостую ленту, причем перед осаждением паров металла один виток холостой ленты снимают и заправляют под ленточную основу.To do this, in the method of continuous selective coating on a tape base in vacuum, masking is carried out by pre-forming on the drum a roll with a diameter of not more than 1.2 diameter of the drum by supplying the tape base and masking means located on its outer side. This provides selective coatings of a given configuration with a high degree of accuracy without the use of complex tracking systems and control the position of the tape base and masking agent. The deposition of metal vapor in a vacuum is carried out in the process of unwinding the roll at a pressure in the working volume of the vacuum chamber not higher than 1˙10 ^-5 mm Hg. and the rate of vapor deposition of the metal of 0.01-0.1 μm / s, which provides a high-quality coating. When obtaining discrete coatings of any desired shape, a masking tape with holes corresponding to the coating pattern is used as a masking agent. Upon receipt of banded coatings, at least one masking tape and at least one blank tape are used as a masking agent, moreover, before deposition of metal vapor, one turn of the blank tape is removed and tucked under the tape base.

Нанесение покрытия при давлении в рабочем объеме не выше 1˙10^-5 мм рт. ст. со скоростью 0,01-0,1 мкм/с обеспечивает получение покрытий высокого качества, так как при давлении выше 1˙10^-5 мм рт.ст. наблюдается изменение морфологии поверхности конденсатов (матовая поверхность), а также понижение прочности сцепления покрытия с основой при заданной температуре конденсации. Кроме того, при давлении в камере более 1˙10^-5 мм рт.ст. наблюдается подпыление покрытия под маскирующую ленту даже в случае небольших зазоров между маскирующей лентой и ленточной металлической основой (коробоватость, серповидность лент и др. ). При скорости конденсации паров металла менее 0,01 мкм/с существенно снижается производительность процесса получения лент (низкая скорость движения ленты), а при увеличении скорости конденсации более 0,1 мкм/с образуются турбулентные потоки паров металла, что даже при незначительном неплотном прилегании маскирующего средства к ленточной основе приводит к подпылению металла-покрытия, а, следовательно, и к разной ширине покрытия по длине ленты.Coating at a pressure in the working volume of not higher than 1˙10 ^-5 mm Hg. Art. with a speed of 0.01-0.1 μm / s provides high-quality coatings, since at a pressure above 1˙10 ^-5 mm Hg there is a change in the morphology of the surface of the condensates (matte surface), as well as a decrease in the adhesion strength of the coating to the substrate at a given condensation temperature. In addition, when the pressure in the chamber is more than 1˙10 ^-5 mm Hg. dusting of the coating under the masking tape is observed even in the case of small gaps between the masking tape and the tape metal base (banding, crescent of the tapes, etc.). When the rate of condensation of metal vapor is less than 0.01 μm / s, the productivity of the process for producing tapes is significantly reduced (low speed of movement of the tape), and with an increase in the rate of condensation of more than 0.1 μm / s, turbulent flows of metal vapor are formed, which even with a slight loose fitting masking means to the tape base leads to dusting of the metal coating, and, consequently, to different widths of the coating along the length of the tape.

Сформированный рулон должен иметь максимальный диаметр не более 1,2 диаметра барабана. Превышение диаметра рулона более чем в 1,2 раза приводит к уменьшению расстояния между источником паров металла и подложкой в процессе рабочего цикла, а, следовательно, к существенному изменению толщины конденсата. Formed roll should have a maximum diameter of not more than 1.2 of the diameter of the drum. Exceeding the diameter of the coil by more than 1.2 times leads to a decrease in the distance between the source of metal vapor and the substrate during the working cycle, and, consequently, to a significant change in the thickness of the condensate.

На фиг.1 представлена схема осуществления способа при получении дискретного покрытия; на фиг.2 - схема получения полосчатого покрытия. Figure 1 presents a diagram of the implementation of the method upon receipt of a discrete coating; figure 2 - scheme for obtaining a banded coating.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

На барабане 1 осуществляют маскирование путем совместной подачи на него ленточной металлической основы 2 и расположенного с ее наружной стороны маскирующего средства. В случае получения дискретного покрытия в качестве маскирующего средства используют маскирующую ленту 3 с отверстиями (фиг.1). В случае получения полосатого покрытия (фиг.2) в качестве маскирующего средства используют маскирующую 4 и холостую 5 ленты. Для формирования рулона концы лент закрепляют таким образом, что ленточная основа полностью закрыта с наружной поверхности рулона лентами 4 и 5. Толщины лент 4 и 5 выбираются одинаковыми. Ширина холостой ленты должна соответствовать ширине покрытия, которое необходимо получить в виде полосы. Размеры маскирующих лент по ширине определяются необходимым местоположением полосы на ленточной основе (центральное, смещенное относительно оси ленты, краевое). Количество холостых лент выбирается равным заданному количеству полос многорядного покрытия на ленточной основе. Masking is carried out on the drum 1 by co-feeding a tape metal base 2 and a masking means located on its outer side. In the case of a discrete coating, a masking tape 3 with holes is used as a masking agent (FIG. 1). In the case of obtaining a striped coating (figure 2) as a masking agent use masking 4 and idle 5 tape. To form a roll, the ends of the tapes are fixed in such a way that the tape base is completely closed from the outer surface of the roll by tapes 4 and 5. The thicknesses of the tapes 4 and 5 are chosen the same. The width of the blank tape should correspond to the width of the coating, which must be obtained in the form of a strip. The size of the masking tapes in width is determined by the necessary location of the strip on the tape basis (central, edge, offset from the axis of the tape). The number of blank tapes is chosen equal to a given number of strips of multi-row coating on a tape basis.

Для получения дискретного покрытия маскирующую ленту с отверстиями, размеры которых соответствуют размерам дискретного покрытия (прямоугольного, круглого, овального и др.), сматывают в рулон совместно с ленточной основой так, что маскирующая лента находится на наружной поверхности сформированного на барабане рулона. Максимальный диаметр полученного рулона не превышает 1,2 диаметра барабана. To obtain a discrete coating, a masking tape with holes whose dimensions correspond to the dimensions of a discrete coating (rectangular, round, oval, etc.) is wound onto a roll together with a tape base so that the masking tape is on the outer surface of the roll formed on the drum. The maximum diameter of the resulting roll does not exceed 1.2 diameter of the drum.

Сформированный рулон помещают в вакуумную камеру над источником 6 паров металла и экраном 7, образующим зону осаждения. В случае получения полосчатого покрытия (фиг.2) один виток холостой ленты 5 снимают и заправляют под ленточную металлическую основу 2. Подготовленный таким образом рулон размещают в вакуумной камере, нагревают в вакууме с помощью радиационного нагревателя, размещенного над рулоном, и при одновременной размотке на него наносят пары металла из источника 6 паров при давлении не более 1˙10^-5 мм рт. ст. и скорости осаждения паров металла 0,01-0,1 мкм/с. После получения покрытия на ленточной металлической основе от нее отделяется маскирующее средство, с котором затем удаляется конденсат любым известным методом, например путем селективного травления. Очищенное маскирующее средство может быть повторно использовано.The formed roll is placed in a vacuum chamber over a source of 6 metal vapor and a screen 7 forming a deposition zone. In the case of obtaining a banded coating (Fig. 2), one turn of the blank tape 5 is removed and tucked under the tape metal base 2. The roll prepared in this way is placed in a vacuum chamber, heated in a vacuum using a radiation heater placed above the roll, and simultaneously unwound on metal vapors are applied from a source of 6 vapors at a pressure of not more than 1˙10 ^-5 mm RT. Art. and metal vapor deposition rate of 0.01-0.1 μm / s. After receiving the coating on a tape metal base, a masking agent is separated from it, from which the condensate is then removed by any known method, for example, by selective etching. The cleansed masking agent can be reused.

Лента с покрытием после определения ее служебных характеристик направляется на штамповку для получения выводных рамок интегральных микросхем. After determining its service characteristics, the coated tape is sent to stamping to obtain the output frames of integrated circuits.

П р и м е р. В качестве ленточной основы используют ленту НФН 0,25х32 мм, в качестве маскирующей ленты - ленту НФН 0,25х12,5 мм (2 шт.) и холостую ленту НФН 0,25х7 мм. Из этих лент на барабане диаметром 230 мм формируют рулон диаметром 244 мм (коэффициент плотности намотки 0,9). PRI me R. As a tape base use tape NFN 0.25x32 mm, as a masking tape - tape NFN 0.25x12.5 mm (2 pcs.) And a blank tape NFN 0.25x7 mm. From these tapes, a roll with a diameter of 244 mm is formed on a drum with a diameter of 230 mm (winding density coefficient 0.9).

Ленточная основа полностью закрыта с наружной поверхности маскирующими и холостой лентами. После установки сформированного на барабане рулона в камеру один виток холостой ленты снимается и заправляется под ленточную основу. The tape base is completely covered from the outside with masking and blank tapes. After installing the roll formed on the drum in the chamber, one turn of the blank tape is removed and refilled under the tape base.

По достижении давления в рабочей камере 1˙10^-5 мм рт.ст. одновременно осуществляют нагрев исходного рулона до 250± 20^оС и вращение барабана с транспортировкой готовой ленты. На исходный рулон при его размотке осаждают алюминий при скорости осаждения паров, мкм/с: 0,01; 0,05; 0,10; 0,005; 0,15 и рабочем давлении в вакуумной камере 1˙10^-5 мм рт.ст. Также осуществляется способ при скорости осаждения паров алюминия 0,01 мкм/с и давлении 8˙10^-5 мм рт. ст. Для сравнения осуществляется способ - прототип при скорости осаждения паров алюминия 0,05 мкм/с и давлении в вакуумной камере 1˙10^-5 мм рт.ст. Результаты приведены в таблице.Upon reaching the pressure in the working chamber 1˙10 ^-5 mm Hg at the same time, the initial roll is heated to 250 ± 20 ^° C and the drum is rotated with the transportation of the finished tape. On the initial roll, when it is unwound, aluminum is deposited at a vapor deposition rate, μm / s: 0.01; 0.05; 0.10; 0.005; 0.15 and the working pressure in the vacuum chamber 1˙10 ^-5 mm Hg The method is also carried out at an aluminum vapor deposition rate of 0.01 μm / s and a pressure of 8˙10 ^-5 mm Hg. Art. For comparison, the prototype method is carried out at an aluminum vapor deposition rate of 0.05 μm / s and a pressure in the vacuum chamber of 1 камере10 ^-5 mm Hg. The results are shown in the table.

Из таблицы видно, что наилучшие результаты по точности геометрических размеров покрытия получены для предлагаемого способа. При толщине полос алюминия 3 ±0,5 мкм ширина полосы получена 7 ±0,2 мм. The table shows that the best results on the accuracy of the geometric dimensions of the coating obtained for the proposed method. With an aluminum strip thickness of 3 ± 0.5 μm, a strip width of 7 ± 0.2 mm was obtained.

Claims

1. METHOD OF CONTINUOUS SELECTIVE APPLICATION OF THE COVERING ON THE TAPE BASIS IN VACUUM, including masking it by jointly feeding the tape base and the masking agent located on its outer side, deposition of metal vapor on the exposed sections of the tape base and its separation from the masking agent that during the roll forming masking diameter of not more than 1.2 diameter of the drum, and metal vapor deposition is carried out during the unwinding of the roll at a pressure in the working volume is not higher than 1 × 10 ^-5 mm t.st. and deposition rates of 0.01 - 0.1 μm / s.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a masking agent use a masking tape with holes corresponding to the coating pattern.

3. The method according to claim 1, characterized in that at least one masking tape and at least one blank tape are used as a masking agent, and before deposition of metal vapor, one turn of the blank tape is removed and tucked under the tape base.