многошпиндельная установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме

Формула изобретения

Многошпиндельная установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме, содержащая подвижную камеру, размещенные в ней неподвижную стойку, испарители, карусель с закрепленными в шпинделях держателями изделий, снабженных пальцами, обеспечивающими возможность сопряжения держателей с отверстиями заходной обоймы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, производительности и улучшения эксплуатационных характеристик шпиндели установлены непосредственно в неподвижной стойке через уплотнения, а каждая заходная обойма установлена на внутренней стенке подвижной камеры, противолежащей стойке, и выполнена с возможностью вращения подложко-держателей и сопряжения с полым винтом, размещенным в стенке подвижной камеры с помощью уплотненной крышки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии покрытий (пленок) в вакууме и может быть использовано в производстве электрофотографических носителей изображения.

Известно устройство для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме по а.с. N 1306161 от 12.05.85 г. которое содержит расположенные в камере испарители, подложкодержатель с возможностью вращения в виде герметизированной фланцами стяжкой трубы с продольными сквозными пазами, в которой установлены коаксиально, соединенные герметично в торце, внутренняя труба и наружная труба с равнорасположенными вдоль ее и радиально отверстиями, суммарная площадь которых равна 0,05^oC0,1 от площади промежутка между трубами, а их шаг равен 0,33^oC0,5 от промежутка между наружной трубой и внутренней поверхностью подложки. Это известное устройство улучшает качество нанесения фотопроводникового слоя за счет подачи теплоносителя для нагрева (охлаждения) поверхности подложки перед нанесением покрытия, например, селена, через равнорасположенные отверстия наружной трубы и через сквозные продольные паза на стяжной трубе.

Однако это устройство имеет следующие недостатки:

сложная конструкция поддержания передней опоры подложкодержателя, выполненная в виде охватываемого подложкодержатель хобота.

Эта конструкция не позволяет максимально использовать полезный объем камеры. Ведет к увеличению объема камеры при малой степени загрузки.

В случае исключения хобота в опоре со стороны привода возникает изгибающий момент, ведущий к увеличению веса и габаритов и к снижению надежности работы устройства:

мала степень загрузки полезного объема вакуумной камеры.

Известна многошпиндельная установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме по заявке N 4749524 от 16.10.89 г. в которую входят следующие узлы. Привод, подвижная камера, неподвижная стойка, на которой закреплены испарители, установленная на подшипниках, соединенная с приводом с помощью центральной полой цапфы планшайба с равнорасположенными по кругу вращающимися уплотненными полыми шпинделями, оканчивающимися шестернями со шлицами, и сообщающаяся радиальными канавками с радиальными и продольными канавками центральной цапфы и каждого шпинделя, на котором установлен консольно, посредством защелок, подложкодержатель, имеющий внутри трубопровод и оканчивающийся зажимом; установленные на стойке уплотненные тяги, одна из которых с возможностью сопряжения со шлицами шпинделя и зубчатым колесом привода, другая вилкой с установленным на стойке зубчатым венцом, который сопряжен с каждой шестерней, закрепленной на шпинделе. В этой установке решены вопросы степени заполнения полезного объема камеры введением параллельного расположения подложкодержателей, одновременной подачи теплоносителя через центральную цапфу по радиальным каналам к внутренней поверхности каждой подложки автономной подачи только к одной вращающейся подложке. Это ведет к увеличению производительности.

Однако эта известная установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме имеет следующие недостатки:

большой изгибающий момент, возникающий от веса в центральной цапфе планшайбы, установленной в неподвижной стойке в результате ее консольного расположения, ведущий к снижению надежности работы установки;

избирающие моменты в шпинделях, возникающие от веса установленных на них подложкодержателях, ведущие к снижению надежности установки.

Известна многошпиндельная установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме по заявке N 4889375 от 13.11.90 (прототип), в которую входят следующие узлы. Привод, подвижная камера, испарители, неподвижная стойка, на которой установлены с помощью центральной полой цапфы планшайба с равнорасположенными в ней по кругу шпинделями с шестернями и шлицами, сообщающаяся радиальными канавками с радиальными и продольными канавками центральной цапфы и каждого шпинделя, на котором установлен подложкодержатель, уплотненные тяги, одна из которых с возможностью сопряжения со шлицами шпинделя и зубчатым колесом привода, другая вилкой с установленными подвижно на стойке зубчатым венцом, сопряженным с закрепленной на каждом шпинделе шестерней, на внутренней стенке подвижной камеры закреплен центральный штырь с возможностью сопряжения с ловителем, закрепленным на планшайбе, на котором установлена подвижно обойма с равнорасположенными на кругу отверстиями с возможностью сопряжения со штырями, закрепленными на каждом подложкодержателе.

Указанная установка имеет следующие недостатки:

сложность конструкции фиксации привода подложкодержателя, передней и задней опоры, предназначенной для удержания группы параллельных подложкодержателей в вакуумной камере;

сложность системы подвода теплоносителя центрального подвода;

сложность эксплуатации установки в части монтажа подложкодержателя на шпиндель (мешает ц. штырь и Ловитель). Трудность стыковки подложкодержателя со шпинделем из-за точно выполненных сопрягаемых поверхностей.

недолговечно радиальное уплотнение шпинделя из-за частых соосных пристыковок к нему подложкодержателей и сопряжений.

Целью предполагаемого изобретения является упрощение конструкции и условий эксплуатации и устранение недостатков известных установок тем, что в многошпиндельной установке для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме, содержащей привод, испарители, неподвижную стойку, на которой установлены с возможностью вращения на шпинделях подложкодержатели с зажимом и фиксацией на стяжной трубе, подвижную камеру, на стенке которой установлена заходная обойма с возможностью вращения и сопряжения с каждым штырем подложкодержателя, шпиндель установлен непосредственно на неподвижной стойке, снабжен фланцем с уплотнением и пальцами, взаимодействует с фланцем стяжной трубы, заходная обойма установлена непосредственно на внутренней стенке подвижной камеры, напротив каждого подложкодержателя, штырь которого снабжен хвостовиком с возможностью вращения и сопряжения с полым винтом, который установлен с помощью уплотненной крышки в стенке подвижной камеры.

Известная и заявляемая установки включают привод, испарители, подвижную камеру неподвижную стойку, в которой установлены с возможностью вращения ряд шпинделей, на которых установлены с фиксатором и зажимом для герметизации подложки с помощью фланцев, подложкодержатели, сопрягаемые штырями с заходной обоймой, закрепленной на внутренней стенке подвижной камеры.

Теплоноситель подводится через ряд отверстий стяжной трубы равномерно ко всей длине внутренней поверхности подложки, а отводится по радиальным сообщающимся отверстиям трубы и шпинделя. Таким образом, обеспечивается непрерывная циркуляция теплоносителя внутри герметизированной фланцами подложки.

В известной установке подложкодержатели установлены в планшайбе на равнорасположенных по кругу шпинделях, приводимых во вращение с помощью планетарного редуктора. Штыри подложкодержателей сопрягаются равнорасположенными по кругу отверстиями заходной обоймы, установленной с возможностью вращения на центральном штыре, закрепленным на внутренней стенке подвижной камеры, сопрягаемый с ловителем, закрепленным на планшайбе. При такой установке планшайбы и заходной обоймы конструкция опор громоздка, а подвод (отвод) теплоносителя и эксплуатация установки затруднены.

В заявляемой установке подложкодержатели монтируются на шпиндели, установленные непосредственно на неподвижной стойке и вращающиеся непосредственно от редуктора привода. Заходная обойма установлена непосредственно на внутренней стенке подвижной камеры и сопрягается непосредственно со штырем подложкодержателя.

В известной установке вакуумные уплотнения шпинделей выполнены в виде радиального резинового кольца, которое для надежной работы требует высокой точности и чистоты сопрягаемых при стыковке поверхностей шпинделя и подложкодержателя.

В заявляемой установке вакуумное уплотнение выполнено на торцевой поверхности фланца каждого шпинделя и поджимается полым винтом, сопряженным через заходную обойму со штырем. Это позволяет повысить долговечность уплотнения в стыкуемых узлах и улучшить условия эксплуатации установки. Можно в любом порядке включать в работу подложки установки для нанесения фотопроводниковых слоев. В известной установке исключены следующие узлы: центральный штырь, ловитель, планшайба, планетарка, защелки.

На прилагаемых графических изображениях показаны:

общий вид установки фиг. 1;

продольный разрез установки в плоскости чертежа фиг. 2.

В многошпиндельную установку для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме входят следующие узлы и детали. Привод 1 (фиг. 1, 2) испарители 2, подвижная камера 3, неподвижная стойка 4, на которой установлены в корпусе 5 с уплотнениями 6, 7, 8, 9, с помощью подшипников 10, полые шпиндели 11 с продольными "а" и радиальными проточками "б", "в", на которых монтируются подложкодержатели А с помощью пальцев 12 и уплотнений "г", расположенных на фланцах "д" шпинделей 11 и взаимодействующих с фланцами "е" подложкодержателей А.

Подложкодержатель А (фиг. 2) состоит из установленных на трубопроводе 13 с отверстиями "ж" подвижного и неподвижного фланцев 14, 15, уплотняющих с помощью уплотнений 16, 17, 18, 19 подложку 20 и зажимающихся через втулку 21 шайбу 22 штырем 23, с хвостовиком "з".

В стенке подвижной камеры 3 установлена на резьбе полая упорная гайка 24, внутри которой установлены на заходной обойме 25, упорный 26 и радиальный подшипники 27. На наружной стенке подвижной камеры 3 закреплена крышка 28 с уплотнениями 29, 30. Для вращения упорной гайки 24, с целью зажатия уплотнения "г", на ней закреплена рукоятка 31.

На каждом корпусе 5 закреплены уплотненные штуцер подвода 32 и штуцер отвода 33 теплоносителя.

Для направления циркуляции теплоносителя на трубопроводе 13 установлены отражатели 36.

Установка для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме работает следующим образом. Подвижную камеру 3 (фиг. 1, 2) отводят от неподвижной стойки 4, предварительно отвинтив болт 34. При этом штыри освобождаются от упорных гаек 24, выходят из заходных обойм 25 по мере отвода подвижной камеры 3 от неподвижной стойки 4. Снимают каждый подложкодержатель А со своего шпинделя 11. Размонтируют каждый из них с целью снятия подложки 20. Для чего отвинчивают штырь 24 снимают шайбу 22, втулку 21, подвижный фланец 24, подложку 20. После установки подложки 20 в свою проточку на неподвижном фланце 15 устанавливают подвижный фланец 14, втулку 21, шайбу 22, зажимают с помощью штыря 23, затем монтируют каждый подложкодержатель А на свой шпиндель 11 до упора в уплотнение "е", центрируя на пальцах 12. При этом радиальные проточки "в" сообщаются с ответными и продольными проточками "а" шпинделя 11. Перемещают подвижную камеру 3 к неподвижной стойке 4.

При этом каждый штырь 23 центрируется в заходной обойме 25, установленной в упорной гайке 24 с помощью упорного подшипника 26 и радиального подшипника 27 с небольшим зазором обеспечивающим контакт и закрепление болтами 34 подвижной камеры 3 на неподвижной стойке 4 и герметизацию с помощью уплотнения 35. Вращением рукоятки 31 упорная гайка 24 перемещается до упора в штырь 23 и зажимает уплотнение "г" на фланце "д" шпинделя 11, зафиксированного в продольном направлении в корпусе 5, закрепленном на неподвижной стойке 4. Затем создают разрежение 1 10^{-4 o}C 5 10^-5 мм рт.ст. в подвижной камере 3. С помощью системы подвода (отвода) через штуцеры 34, проточки "а", "б", "в" и равнорасположенные отверстия "ж" трубопровода 13 подается теплоноситель к внутренней поверхности каждой подложки 20. Избыток теплоносителя отводится, минуя отражатель 38, через соответствующие проточки "в", "а", "б" и штуцер 35. Температуру подложки 20 изменяют по заданной программе. При достижении технологической температуры включается вращение подложек 20 с помощью привода 1, через шпиндели 11, пальцы 12. Испаряемый материал нагревается в испарителях 2 до заданной температуры и, таким образом, происходит нанесения покрытия на подложки 20.

При истечении опытного времени нанесения покрытия, снимают давление, отвинтив болты 34, отводят подвижную камеру 3. При этом штыри 23 выходят из заходных обойм 25. Затем снимают подложкодержатели А, а с них подложки 20.

Установка подложкодержателей непосредственно на неподвижной стойке, введение индивидуального подвода (отвода) теплоносителя, торцевого вакуумного уплотнения и индивидуальной передней опоры, стыкуемой со штырем подложкодержателя, с возможностью зажатия торцового вакуумного уплотнения, позволило упростить конструкцию многошпиндельной установки для нанесения фотопроводниковых слоев в вакууме и условия ее эксплуатации с одновременным увеличением долговечности узлов и установки в целом.