Повышение равномерности нанесения покрытий на пленочные материалы в электронно-лучевых установках

• Автор: Савалык, Николай Антонович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Анализ состояния, оборудования и уровня технологии нанесения покрытий

1 Л. Анализ уровня развития технологии вакуумного нанесения покрытий

1.2. Анализ технологического оборудования для нанесения

покрытий в вакууме

Выводы по главе

2. Исследование процессов испарения при формировании покрытий в электронно-лучевых установках

2Л. Выбор типа и компановки установки для нанесения покрытия на рулонные материалы

2.2. Исследование процесса и разработка модели массо-переноса при нанесении покрытия
2.3. Исследование влияния конструктивных факторов испарительных систем
2.4. Исследование влияния параметров испарительной системы на равномерность толщины покрытия в поперечном направлении
2.5. Влияние перемещения подложки на равномерность
покрытия
Выводы по главе
3. Исследование нанесения покрытия на движущуюся поверхность
3.1. Разработка динамической модели системы формирования покрытия на движущейся поверхности

3.2. Разработка цифровой модели системы формирования покрытия на движущейся поверхности
3.3. Синтез корректирующего звена привода перемотки пленки
3.4. Исследование системы с нереверсивным приводом
3.5. Исследование системы с реверсивным приводом
Выводы по главе
4. Реализация процессов нанесения покрытий на рулонные
материалы в электронно-лучевых установках
4.1. Разработка методики и экспериментальное исследование процессов испарения и конденсации материалов
4.2. Экспериментальное определение динамических характеристик элементов установки для нанесения покрытий
4.3. Определение толщины покрытия при пробоях электронной пушки
4.4. Реализация и экспериментальное исследование системы стабилизации толщины покрытия
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Успехи научно-технической революции последних десятилетий, обеспечившие быстрый рост эффективности промышленного производства. обусловлены, прежде всего, разработкой новых технологических процессов и созданием на их основе материалов и изделий с качественно новыми или существенно улучшенными свойствами. Наиболее значительные успехи достигнуты в области электротехнологии, что, в частности, привело к интенсивному развитию полупроводниковой и преобразовательной техники.
К числу процессов, определивших наиболее передовые направления развития техники и технологии, следует отнести технологические процессы формирования покрытий в вакууме. При большом разнообразии способов реализации этих процессов все они сводятся к тому, что материал покрытия в условиях достаточно высокого вакуума переводится в газовую фазу и в виде направленного потока атомов или молекул поступает к подложке, где и конденсируется, образуя покрытие. Вместе с тем способы нанесения покрытий, состав оборудования и приоритеты их развития претерпели в последнее время значительные изменения. В частности, замедлилось развитие технологических процессов, обеспечивающих нанесение упрочняющих покрытий на детали машин и механизмов, на поверхности инструмента, электротехнических покрытий в электронной технике и микроэлектронике. В то же время возрос интерес к таким направлениям как декоративные покрытия, покрытия на архитектурное стекло. Изменилось содержание этого направления нанесения покрытий. Например, в декоративных покрытиях широкое применение получило новое направление - нанесение нитрида титана на листы из нержавеющей стали «под золото», которые используются в качестве кровельно-отделочного материала.

быть отнесены конструктивные схемы и параметры электроннооптической системы, системы транспортировки электронного пучка, а также геометрия зоны испарения. Эти факторы, определяющие технологические параметры установки, должны быть учтены при проектировании и разработке модели процесса нанесения покрытия. Однако они не могут быть изменены в ходе технологического процесса, т.е. не могут быть использованы для построения систем автоматического управления процессом нанесения покрытия. С точки зрения поставленной в работе задачи повышения равномерности толщины наносимого на движущуюся подложку покрытия, исследование влияния этих факторов необходимо проводить для разработки рекомендаций и методик проектирования, как указанных выше элементов установки, так и установки в целом.
К факторам, допускающим изменение параметров в ходе технологического процесса, можно отнести режимы работы катода электронной п} шки, системы транспортировки электронного пучка, режимы движения испаряемой мишени (в частности, частоту вращения тигля) и режимы движения подложки.
Проанализируем влияние этих факторов на ход технологического процесса, глубину исследования рассматриваемых вопросов и степень завершенности известных решений.
Важная роль при формировании электронного пучка принадлежит геометрии электродов электронно-оптической системы. Модели, позволяющие выбирать рациональную конструкцию и рассчитывать параметры электронно-оптической системы, в достаточной степени разработаны [6,

В электронно-оптических системах технологического назначения, как правило, используют ленточные (плоско-симметричные) электронные пучки, для получения которых применяют прямонакальные катоды из вольфрама или тантала. Так как рабочая температура таких катодов зна-