[go: up one dir, main page]

SU761603A1 - Device for electric arc evaporation in vacuum - Google Patents

Device for electric arc evaporation in vacuum Download PDF

Info

Publication number
SU761603A1
SU761603A1 SU752152879A SU2152879A SU761603A1 SU 761603 A1 SU761603 A1 SU 761603A1 SU 752152879 A SU752152879 A SU 752152879A SU 2152879 A SU2152879 A SU 2152879A SU 761603 A1 SU761603 A1 SU 761603A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
vacuum
electrodes
cathode
arc
evaporation
Prior art date
Application number
SU752152879A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Andrej M Dorodnov
Sergej A Muboyadzhyan
Yaroslav A Pomelov
Viktor E Minajchev
Stanislav Miroshkin
Original Assignee
Andrej M Dorodnov
Sergej A Muboyadzhyan
Yaroslav A Pomelov
Viktor E Minajchev
Stanislav Miroshkin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrej M Dorodnov, Sergej A Muboyadzhyan, Yaroslav A Pomelov, Viktor E Minajchev, Stanislav Miroshkin filed Critical Andrej M Dorodnov
Priority to SU752152879A priority Critical patent/SU761603A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU761603A1 publication Critical patent/SU761603A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Изобретение относится к вакуумной технике и технологии и может быть использовано как для получения различных покрытий в вакууме, так и в качестве высокоэффективного сублиматора для испарения геттерных материалов в различного типа сорбционных вакуумных насосах.The invention relates to vacuum technology and technology and can be used both to obtain various coatings in a vacuum, and as a highly efficient sublimator for evaporation of getter materials in various types of sorption vacuum pumps.

Известно устройство для испарения проводящих материалов в вакууме, содержащее подвижный катод, выполненный из испаряемого материала, анод, магнитную катушку, импульсную систему возбуждения дуги, выполненную в виде изолятора, разделяющего рабочую поверхность катода от поверхности анода, на которой периодически с, частотой, равной частоте следования импульсов наносится проводящая пленка испаряемого материала катода и источник однофазного однополупериодного переменного тока [1].A device for evaporating conductive materials in vacuum, containing a movable cathode made of evaporating material, an anode, a magnetic coil, a pulsed arc excitation system, made in the form of an insulator separating the working surface of the cathode from the anode surface, which periodically with a frequency equal to the frequency after the impulses, a conductive film of the evaporating material of the cathode and a single-phase half-wave AC current source is applied [1].

Однако известная схема питания не позволяет питать устройство от сети многофазного переменного тока.However, the known power scheme does not allow to power the device from a multi-phase AC network.

Наиболее близким к предлагаемому поThe closest to the proposed

технической сущности является устройствоtechnical entity is a device

для электродугового испарения в вакууме,for arc evaporation in vacuum,

содержащее два электрода, один из которыхcontaining two electrodes, one of which

выполнен из испаряемого материала с воз2made of evaporating material with

можностью перемещения, магнитную катушку, изолятор, разделяющий рабочую поверхность электродов, многофазный источник питания с трансформатором [2].the possibility of moving, a magnetic coil, an insulator separating the working surface of the electrodes, a multi-phase power source with a transformer [2].

' Недостатком известного устройства яв5 ляется недостаточный диапазон регулирования скорости испарения.'A disadvantage of the known device YaV 5 insufficient wish to set up the control range of evaporation rates.

Цель изобретения — увеличение диапазона регулирования скорости испарения.The purpose of the invention is to increase the range of regulation of the rate of evaporation.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для электродугового испарения Ю в вакууме, содержащем два электрода, один из которых выполнен из испаряемого материала с возможностью перемещения, магнитную катушку, изолятор, разделяющий рабочую поверхность электродов, многофазный источник питания с трансформатором, один из электродов соединен с трансформатором многофазного источника питания через группу управляемых вентилей, а другой соединен с нулевым выводом упомянутого трансформатора.This goal is achieved by the fact that in a device for electric arc evaporation U in a vacuum containing two electrodes, one of which is made of evaporating material for movement, a magnetic coil, an insulator separating the working surface of the electrodes, a multiphase power source with a transformer, one of the electrodes is connected with a multi-phase power supply transformer through a group of controlled valves, and the other is connected to the zero output of the mentioned transformer.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема питания испарителя от двухфазной сети; на фиг. 2 — то же, для случая трехфазного питания.FIG. 1 shows a schematic diagram of the power of the evaporator from a two-phase network; in fig. 2 - the same for the case of three-phase power.

761603761603

33

Испаритель состоит из катода 1, выполненного из испаряемого материала, анода 2, магнитной катушки 3, создающей магнитное’ поле в межэлектродном промежутке, и изолятора 4, разделяющего поверхность 5 кв'тода 1 от поверхности анода 2. Катод 1 устройства может быть соединен либо с нулевым выводом питающего трансформатора 6, как это показано на фиг. 1, либо с анодной группой управляемых вентилей 7, как показано на фиг. 2. Соответственно анод 2 испарителя может быть подключен либо к катодной группе вентилей, как это показано на фиг. 1, либо к нулевому выводу трансформатора 6, как показано на фиг. 2.The evaporator consists of a cathode 1 made of evaporating material, an anode 2, a magnetic coil 3 creating a magnetic field in the interelectrode gap, and an insulator 4 dividing the surface 5 of the q т t 1 from the surface of the anode 2. The cathode 1 of the device can be connected either zero output of the supply transformer 6, as shown in FIG. 1, or with an anode group of controlled valves 7, as shown in FIG. 2. Accordingly, the anode 2 of the evaporator can be connected either to the cathode valve group, as shown in FIG. 1, or to the neutral terminal of the transformer 6, as shown in FIG. 2

Для ограничения тока в нулевую цепь может быть включено сопротивление 8. Ту же роль может выполнять обмотка магнитной катушки 3, которая может быть включена в нулевую цепь последовательно с дуговым разрядным промежутком. Регулирование среднего тока и, следовательно, скорости испарения обеспечивается при помощи блока 9 управления. Испаряемый материал катода ионизируется в вакуумной дуге, горящей между катодом 1 и анодом 2, фокусируется в плазменную струю 10 и ускоряется при помощи катушки 3 в направлении к поверхности конденсации.To limit the current in the zero circuit can be included resistance 8. The same role can be played by the winding of the magnetic coil 3, which can be included in the zero circuit in series with the arc discharge gap. Regulation of the average current and, consequently, the rate of evaporation is provided by the control unit 9. The evaporating material of the cathode is ionized in a vacuum arc burning between cathode 1 and anode 2, focused into the plasma jet 10 and accelerated by means of coil 3 towards the condensation surface.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При подаче сигнала от блока 9 управления на один из управляемых вентилей 7 последний открывается и к катоду 1 и к аноду 2 скачком прикладывается напряжение, что приводит к пробою по проводящей пленке на поверхности изолятора 4, разделяющего поверхность 5 катода 1 от анода 2, и к возбуждению вакуумной дуги. Образующееся при горении дуги катодное пятно на поверхности 5 приводит к испарению материала катода 1, В дуге формируется плазма катодного материала, которая фокусируется в плазменную струю 10 и ускоряется при помощи магнитной катушки 3 за счет действия на плазму электромагнитной силы. Часть паров катодного материала осаждается на поверхности изолятора 4 и'' восстанавливает на ней проводящую пленку. После прохождения тока дуги через ноль дуга гаснет и устройство вновь готово к работе. Через промежуток времени 2%» сигнал от блока 9 управления поступает на управляемый вентиль 7 следующей фазы, напряжение которой в этот момент времени макси4 When a signal from the control unit 9 is applied to one of the controlled valves 7, the latter opens to the cathode 1 and to the anode 2 with a voltage applied, which leads to a breakdown through the conductive film on the surface of the insulator 4 dividing the surface 5 of the cathode 1 from the anode 2, and excitation of the vacuum arc. The cathode spot formed during arc burning on the surface 5 causes the cathode 1 material to evaporate. A plasma of the cathode material is formed in the arc, which is focused into the plasma jet 10 and accelerated by the magnetic coil 3 due to the action of electromagnetic force on the plasma. Part of the vapor of the cathode material is deposited on the surface of the insulator 4 and "restores" the conductive film on it. After passing the arc current through zero, the arc goes out and the device is again ready for operation. After a time interval of 2%, the signal from the control unit 9 is supplied to the controlled valve 7 of the next phase, the voltage of which at this time point is maxi4

мально, вентиль открывается, происходит пробой по производящей пленке на поверхности изолятора 4, между электродами 1 и 2 возбуждается вакуумная дуга и весь цикл повторяется. Таким образом в течение периода переменного напряжения происходит т5 кратное возбуждение и погасание дуги, т-раз генерируется плазма катодного материала. Скорость испарения регулируется при помощи блока 9 управления, который позволяет изменять как угол, так и частоту от10 крытая группы из т-управляемых вентилей 7, тем самым'регулировать среднее значениеAt a minimum, the valve opens, a breakdown occurs along the production film on the surface of the insulator 4, a vacuum arc is excited between electrodes 1 and 2, and the whole cycle repeats. Thus, during the period of alternating voltage, t 5 times the excitation and extinction of the arc occurs, the plasma of the cathode material is generated t times. The evaporation rate is regulated by the control unit 9, which allows you to change both the angle and the frequency from 10 covered groups of t-controlled valves 7, thereby 'adjust the average value

тока дуги. arc current.

Устройство использовалось в качестве импульсного сублиматора для испарения титана в сорбционном вакуумном насосе, питаίΐ ние которого .осуществлялось от двухфазного тока частотой 50 Гц по схеме, приведенной на фиг. 1. При этом были получены следующие параметры: диапазон регулирования, скорости испарения титана от 10~адо 30 г/ч,The device was used as a pulsed sublimator for evaporation of titanium in a sorption vacuum pump, which was powered from a two-phase current with a frequency of 50 Hz according to the scheme shown in FIG. 1. The following parameters were obtained: regulation range, titanium evaporation rates from 10 ~ a to 30 g / h,

20 что соответствует глубине регулирования 3000; максимальная мощность, потребляемая от сети, 3 кВт при фазном напряжении 120 В, время откачки технологического объема установки вакуумного напыления типа УВИ—2М—2 от форвакуумного -давления 20, which corresponds to a regulation depth of 3000; the maximum power consumed from the mains, 3 kW at a phase voltage of 120 V, the pumping time of the technological volume of the vacuum deposition unit of the UWI type — 2M — 2 from the fore vacuum vacuum pressure

25 54О'а мм рт. ст. до давления 1-10 мм рт.ст. 15—18 мин.25 54 O ' a mmHg Art. to a pressure of 1-10 mm Hg 15-18 min.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim 30 Устройство для электродугового испарения в вакууме, содержащее два электрода, один из которых выполнен из испаряемого материала с возможностью перемещения,магнитную катушку, изолятор, разделяющий ра35 бочую поверхность электродов, многофазный источник питания с трансформатором, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования скорости испарения, один из электродов соединен с трансформатором многофазного источника пита40 ния через группу управляемых вентилей, а другой соединен с нулевым выводом упомянутого трансформатора. 30 A device for arc evaporation in vacuum, containing two electrodes, one of which is made of evaporating material for movement, a magnetic coil, an insulator separating the working surface of the electrodes, a multiphase power source with a transformer, characterized in that, in order to increase the range of regulation evaporation rate, one of the electrodes is connected to a multiphase power transformer Nia pit 40 through a group of controlled rectifiers, while the other is connected to the zero terminal of said Transfrm Ator.
SU752152879A 1975-07-07 1975-07-07 Device for electric arc evaporation in vacuum SU761603A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752152879A SU761603A1 (en) 1975-07-07 1975-07-07 Device for electric arc evaporation in vacuum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752152879A SU761603A1 (en) 1975-07-07 1975-07-07 Device for electric arc evaporation in vacuum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU761603A1 true SU761603A1 (en) 1980-09-09

Family

ID=20625517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752152879A SU761603A1 (en) 1975-07-07 1975-07-07 Device for electric arc evaporation in vacuum

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU761603A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004240A3 (en) * 2006-07-06 2009-05-07 Univ Ramot Device and method for thin film deposition using a vacuum arc in an enclosed cathode-anode assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004240A3 (en) * 2006-07-06 2009-05-07 Univ Ramot Device and method for thin film deposition using a vacuum arc in an enclosed cathode-anode assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190368030A1 (en) Apparatus for generating high-current electrical discharges
JP2574636B2 (en) Equipment for coating substrates
JP4461253B2 (en) Plasma generation method
US5415757A (en) Apparatus for coating a substrate with electrically nonconductive coatings
US5015493A (en) Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge
US20100236919A1 (en) High-Power Pulsed Magnetron Sputtering Process As Well As A High-Power Electrical Energy Source
BR8602994A (en) ELECTRIC ARC STEAM VAPOR PROCESS AND APPLIANCE
JPH05311433A (en) Method and device for coating substrate
RU2030807C1 (en) Closed-electron-drift ion source
JPH05222530A (en) Method and apparatus for coating substrate
US4739170A (en) Plasma generator
US5935455A (en) Method and an electrode system for excitation of a plasma
SU761603A1 (en) Device for electric arc evaporation in vacuum
EP0067450B1 (en) Power source device for arc discharge ion sources
JPH05222531A (en) Method and apparatus for coating substrate
US3437784A (en) Power supply for reducing arcing damage in glow discharge apparatus
EP0075282B1 (en) Gas laser apparatus
RU2113538C1 (en) Method of pulse-periodic ion and plasma treatment of product and device for its realization
US3525900A (en) Frequency controlled enhancement of light emission
US1975714A (en) Arrangement for controlling the gas discharge in electric discharge vessels
SU1304435A1 (en) Electric-arc evaporator of conducting materials
SU661042A1 (en) Device for evaporating electroconductive materials in vacuum
RU2034360C1 (en) Electrical-discharge vacuum pump
GB1181502A (en) Polymerising by Electrical Discharge.
SU1070681A1 (en) Method of generating electric oscillations