CN103298968B - 用于按照eb/pvd方法为基底涂层的设备 - Google Patents

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Abstract

为了能够利用蒸发设备提供两种不同的蒸发材料，要利用该蒸发设备为特别是涡轮机叶片涂层，而提出一种可线性运行的支架，在所述支架上布置两个分别具有前坩埚和后坩埚的坩埚装置。根据支架运行到哪个位置上，使得前坩埚或者后坩埚位于工作位置中，其中在待涂层的基底之间延伸的电子束可到达所述坩埚。材料输送借助提升装置来实现，所述提升装置由真空腔(4)外部的马达来驱动。与所述提升装置的连接通过伸缩轴来实现，所述伸缩轴在支架(1)运行时可伸长或者收缩。

Description

用于按照EB/PVD方法为基底涂层的设备
技术领域
本发明涉及一种用于按照EB/PVD方法—电子束物理气相沉积法—为基底涂覆涂层材料的设备，其包括：由至少两个在水平面上相互错位布置的坩埚构成的坩埚装置，所述坩埚装置被布置在可水平移位的支架内，其中在所述支架内在每个坩埚之下布置至少一个用于容纳由涂层材料构成的材料条的管道；和至少一个提升装置，借助所述提升装置使布置在管道内的材料条能通过坩埚底部而被引入到所述坩埚中，以便在那里通过利用来自电子枪的电子束进行照射而蒸发。
背景技术
这种设备是已知的。在旋转支架的头部上对称地布置两对坩埚，从而通过旋转支架180°旋转使得其中一对坩埚交叉地与另一对坩埚调换位置。在每个坩埚之下设有包括多个管道的旋转装置，其中存储材料条。每个材料条均由多个短的实心柱形的部段构成。如果在坩埚内的材料条被提升直至最后一个部段，那么所述部段被夹紧在坩埚中，从而旋转装置在坩埚之下到那个时候能够无阻障碍地旋转，直到旋转装置上的一个被填满的管道再次位于坩埚下方。提升装置将新的材料条推靠到保留在坩埚中的部段上，然后取消对其的夹紧。因为之后推送的材料必须与保留的部段的材料相应，因此旋转装置装有由一材料构成的材料条。
所述提升装置在已知的设备中由固定在真空腔的壁上的主轴驱动装置构成，所述设备被布置在该真空腔内。
由总共四个坩埚与在支架上所属的旋转装置构成的布置实现了这样一种布置，即所述布置特别是在大量装载材料时仅能在较大的安装空间内可旋转地支承在垂直轴上。在外部围绕支架布置的提升装置再次扩大了安装空间，从而必须提供较大的真空腔。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种紧凑的设备，所述设置在大量装载材料时仍然无干扰地工作。
因此为了实现上述目的，本发明提出：每个坩埚均配备有一被布置在支架上的提升装置，并且所述支架能线性地在坩埚位移的方向上移位。
根据本发明的设备具有下述优点：在相同精确度的情况下，线性引导装置比转动机构需要更少的安装空间，从而也能够将提升装置布置在支架上。因此，所述提升装置与旋转装置(Karussell)处于固定空间关系，从而确保了提升装置与分别配备的旋转装置准确地共同作用。
所述旋转装置现在能够被填充用于各种基底涂层的不同材料。通过支架线性地移位，连续地施加各个层，从而含有当前要蒸发的材料的坩埚分别位于工作位置中，其中电子束可到达该坩埚。工作位置的地点被限定，因为具有坩埚的支架的上侧的大部分位于基底和其支座(Halter)的阴影中。
因为电子枪仅能被布置涂层区之上，该涂层区位于坩埚之上且其中设置有待涂层的基底，因而会出现遮蔽问题。因为基底及其支座在很大程度上填满了所述涂层区，因此仅保留了一被限定的空间用于引导电子束到达坩埚。基底接纳部例如由两个长形的且水平延伸的支座构成，在其上并排布置多个基底。因此，电子束仅能在一位于所述两个支座之间的垂直面内移动。在该平面侧向的区域被所述基底接纳部遮蔽。由于上述原因，为了进入其工作位置，各个坩埚必须被推入所述垂直面内，以便使电子束能够达到坩埚。
如果所述支架从一个终端位置到另一个终端位置线性地运行了一段与坩埚装置的坩埚的位移量(Versatz)相应的距离，则其中一个坩埚就占据另一个坩埚的工作位置，使得电子枪的射束现在能达到所述坩埚。
所述坩埚装置优选是两个坩埚装置其中的一个，其中，两个坩埚装置的坩埚具有相同的位移量，从而在工作位置中，能够蒸发每两个坩埚中的材料。
为了能够提供足够的材料，而无需打开真空腔，每个坩埚配备有一包括多个管道的旋转装置，其中每个旋转装置可围绕垂直轴旋转地支承在支架中。
如果所述设备被布置在真空腔中，其中用于提升装置的传动轴真空密封地被引导穿过真空腔的壁，从而用于驱动各个提升装置的马达位于真空腔外部，则实现了一种简单且紧凑的结构。
所述马达位置固定地安装在所述真空腔上。为了在支架的每个位置中均可将旋矩传递给提升装置，在马达与所属的提升装置之间传递旋矩的每个连接部具有能伸缩状拉出的区段。
在最简单的情况下，管道由布置成圆的保持杆构成，所述保持杆在上转盘和下转盘之间延伸。
被设计为主轴驱动装置的提升装置分别具有侧向突出的托架或者说悬臂架(Ausleger)，所述托架插入到所属的由保持杆构成的管道中。
为了能够在支架的管道之间转换，在支架的上侧上为每个坩埚设置引导管套，材料条可穿过所述引导管套通过坩埚底部被引导到坩埚中。每个引导管套均配设有用于将材料条保持在引导管套中的夹紧装置。
附图说明
下面借助实施例对本发明进行详细阐述。其中：
图1示出了设备的整体视图，其中具有坩埚的支架位于前部位置中；
图2示出了同一设备的整体视图，其中具有坩埚的支架位于后部位置中。
附图标记列表
1支架
2框架
3竖梁
4真空腔
5横梁
6支承梁
7导轨
8板件
9板件
10前部引导套管
11后部引导套管
12旋转装置
13管道
14垂直轴
15上转盘
16下转盘
17保持杆
18开口
19夹紧件
20线性驱动装置
21提升装置
22马达
23主轴驱动装置
24马达
25传动轴
26转向件
27伸缩轴
28万向节头
具体实施方式
根据本发明的设备由具有矩形框架结构的支架1构成，所述支架布置成在两个框架2之间可线性地在双箭头的方向上行驶。每个框架都包括：竖梁3，其在其长度上固定在真空腔4的在此未示出的门上；横梁5，其水平地从门突出；和支承梁6，其在竖梁3和横梁5之间倾斜地延伸。在横梁5的上侧上设置导轨7。
在支架1的上侧上拧紧两个板件8、9，在其上分别固定前引导套管和后引导套管10、11。在引导套管10、11上设置在此未详细示出的、用于容纳待蒸发的材料的前坩埚和后坩埚。所述材料以条状穿过引导套管10、11并且穿过所属的坩埚底部从下面导入坩埚中。前坩埚和后坩埚分别形成了坩埚装置，其中坩埚装置的坩埚分别可装有不同的材料。
在坩埚之上设置在此未示出的凝聚罩或者说冷凝罩(Kondensationshaube)，所述凝聚罩同样被固定在真空腔的此处未示出的门上。所述凝聚罩包围涂层区，在所述涂层区中基底被布置在此处同样未示出、可旋转的支座上。可旋转的支座使得基底可在蒸汽雾中旋转，从而在所有侧面上对基底进行涂层。
在图1中可以清楚看出的支架1内，具有多个管道13的旋转装置12位于每个引导套管10、11之下，在所述管道中存储形式为材料条的、待蒸发的材料。所述管道(Schacht)13与垂直轴14同心布置，从而支架1的一管道13始终可竖放到各个所属的引导套管10、11或者坩埚的下方。所述旋转装置12分别由上转盘和下转盘15、16构成，在上转盘和下转盘之间设置保持杆17，该保持杆限定管道13。
每个引导套管10、11都具有侧向开口18，在所述开口中可借助线性驱动装置20插入夹紧件19。夹紧件使得将材料条夹紧在引导套管10、11内。
在支架1的侧面区域内设置四个提升装置21(每个侧面上两个)，所述提升装置可随着支架1移动并且分别配属于一个旋转装置12。因为旋转装置12和提升装置21都布置在支架1上，所以它们的空间配属不变，从而提升装置21能准确地插入到管道13中，以用于使此处存在的材料条升高。
为了使支架1能够来回移动，所述支架在上部边缘上具有滚轮，所述滚轮在此并未进一步示出并且接合到导轨7中。用于使支架1移位的力由马达22来产生，所述马达被固定在真空腔4的门的外侧上并且与固定在支架1上的主轴驱动装置23相连接。
所述提升装置也是通过其它马达24单独驱动的主轴驱动装置。所述马达24同样在外侧布置在门上并且通过多个传动轴25和转向件26与提升装置21相连接。为了使所述支架1可相对于固定布置的马达24运动，每个传动轴都被设计成伸缩轴27，所述伸缩轴直接通过万向节头28连接到各自的马达24。
现在图1示出了支架1位于后部的远离门的位置，图2示出了支架1位于前部的靠近门的位置。在图1中示出的位置中，两个后部的引导套管11以及所属的背面的坩埚位于工作位置中。
在图2中示出的支架靠近门的位置中，前部的坩埚位于相同的工作位置中。
位于框架之上的电子枪的电子束要达到分别位于工作位置中的坩埚。
基底现在可被逐层地涂敷两种不同的材料，所述材料分别存储在用于前部或者后部的坩埚的旋转装置12中。在转换至由不同于之前材料的材料构成的下一层时，使支架1从一个终端位置位移动到另一个终端位置中，从而使含有目前所需的材料的坩埚位于工作位置上。
由两个坩埚对的布置需要用于在涂层区内形成膨胀的蒸汽雾，其中可同时为多个小型的基底、例如涡轮机叶片进行涂层。

Claims (8)

1. 一种用于按照EB/PVD方法用涂层材料为基底涂层的设备，其包括：由至少两个在水平面内相互错位布置的坩埚构成的坩埚装置，所述坩埚装置被布置在能水平移位的支架（1）内，其中在所述支架（1）内在每个坩埚之下布置至少一个用于容纳由涂层材料构成的材料条的管道（13）；和至少一个提升装置（21），借助所述提升装置使布置在所述管道（13）内的材料条能通过坩埚底部而被引入到所述坩埚中，以便在那里通过利用来自电子枪的电子束进行照射而蒸发，其特征在于，每个坩埚配备有一布置在所述支架（1）中的提升装置（21），并且所述支架（1）能线性地在坩埚位移的方向上移位。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述坩埚装置是两个坩埚装置中的一个，其中，两个坩埚装置的坩埚具有相同的位移量。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个坩埚配备有一包括多个管道（13）的旋转装置（12），其中每个旋转装置（12）能围绕垂直轴（14）旋转地支承在所述支架（1）中。
4. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备被布置在真空腔（4）中，并且用于所述提升装置（21）的传动轴（25）真空密封地被引导穿过所述真空腔（4）的壁，从而用于驱动各个提升装置（21）的马达（24）位于所述真空腔（4）的外部。
5. 根据权利要求4所述的设备，其特征在于，在所述马达与所述提升装置之间传递旋矩的每个连接部具有能伸缩状拉出的区段。
6. 根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述管道（13）由布置成圆的保持杆（17）构成，所述保持杆在上转盘与下转盘（15，16）之间延伸。
7. 根据权利要求6所述的设备，其特征在于，被设计为主轴驱动装置的提升装置（21）分别具有侧向突出的托架，所述托架插入到由所述保持杆（17）形成的管道（13）中。
8. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在所述支架（1）的上侧上为每个坩埚布置引导管套（10，11），材料条能穿过所述引导管套通过坩埚底部被引导到坩埚中，并且每个引导管套（10，11）均配设有用于将材料条保持在所述引导管套（10，11）中的夹紧装置。
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