CN1761832A - 用于圆筒形靶极的通用真空连接器 - Google Patents

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Abstract

一种连接系统(10)，用于可释放地把一个圆筒形靶极(12)固附到一个轴(14)上，该连接系统(10)包括下列部件：a)一个以法兰部分(16)终止的轴(14)；b)一个在其端部具有一个带沟槽的外圆周表面(18)的圆筒形靶极(12)；c)一个连接环(20)，该连接环具有一个适于相应地接合圆筒形靶极(12)的带沟槽的外或内圆周表面(22)的内或外圆周表面(22)；d)一个夹紧环(26)，该夹紧环适于在其一侧接合法兰部分(16)并在其另一侧径向接合连接环(20)，以把圆筒形靶极(12)保持到轴(14)上；e)一个或者多个在轴(14)和圆筒形靶极(12)之间的密封环(30)。连接环(20)使把特定类型的圆筒形靶极(12)用于其它类型的轴(14)上成为可能。

Description

用于圆筒形靶极的通用真空连接器
技术领域
本发明涉及一种把圆筒形靶极可释放地固附到一个轴上的连接系统。
背景技术
近十年来带有旋转的圆筒形靶极的的圆筒形磁控管用得越来越多。圆筒形靶极在工作中必须受支承、旋转、冷却并且被供电。一般地，溅射装置通过在所述圆筒形靶极的一端的一个可拆卸的轴供电(悬臂梁模式)或者通过在圆筒形靶极的两端的两个可拆卸的轴供电。
圆筒形靶极的支撑、旋转、供电和冷却都经过该轴进行。圆筒形靶极的一侧，即靶极材料的外侧在真空下工作，而圆筒形靶极的另一侧，即内侧在实质上较高的压力下工作。在轴与圆筒形靶极之间的界面处发生的漏水导致各种真空连接器和密封系统的开发。
US-A-5,591,314(Vanderstraeten公司，现为Bekaert VDS)公开了一种连接系统用于借助于一个接合靶极的外表面上的螺纹的一个带螺纹的轴套把一个圆筒形的靶极可释放地固附到一根轴上。
EP-B1-1092109(Sinvaco公司，现为Bekaert VDS)公开了一种连接系统，其中圆筒形的靶极可轴向地在轴的一个第一端部上滑动。轴终止于一个法兰部分并且该圆筒形靶极具有一个法兰末端。所述连接系统还具有一个由两个或者多个夹紧段构成的夹紧环。每个夹紧段具有一个夹紧凹槽。该夹紧凹槽既封闭法兰部分也封闭法兰末端，从而把轴连接到圆筒形靶极上。
EP-A1-1106893(Unaxis公司)公开了又一种连接系统。该系统的目的是取消US-A-5,591,314的螺旋沟槽和弹簧。这是通过在圆筒形靶极端部设置一个沟槽进行的。该连接系统还包括一个第一环和一个第二环。第一环或者第一环的部分接合圆筒形靶极的沟槽而第二环接合轴。第一环和第二环两者都相互连接以保持圆筒形靶极和轴在一个轴向的张力下。拉紧只在环之间发生。
US-B1-6,375,815(Lynn公司)公开了一种连接系统，其中轴具有一个法兰部分并且圆筒形靶极具有一个法兰末端。轴和圆筒形靶极两者都借助于一个开口夹紧套圈和一个挡圈被固定在一起。所述开口夹紧套圈封闭轴的法兰部分和圆筒形靶极的法兰末端。开口夹紧套圈具有内螺纹。挡圈可以在轴上滑动并且可以对轴旋转。挡圈具有外螺纹，所述外螺纹适用于接合开口夹紧套圈的螺纹以把所述轴连接到圆筒形靶极上。
在Vanderstraeten公司的实施方式中，圆筒形靶极的带螺纹的端部只能配合Vanderstraeten公司的轴套圈。在Unaxis公司的实施方式中，圆筒形靶极的带沟槽的端部只能配合所述第一Unaxis环。
在Sinvaco公司的实施方式中，圆柱形靶极的法兰末端具有一向外倾斜的台阶。
在Lynn公司的实施方式中，圆筒形靶极的法兰末端具有一向向内倾斜的台阶。
把一个类型的圆筒形靶极用于另一个类型的轴意味着在圆筒形靶极的端部的某些部分不可逆转的毁坏。
因此各种系统不能够彼此并存。结果是当一个涂溅厂商购买带有限定的轴的溅射装置后就不得不拘泥于限定的圆筒形靶极。
发明内容
本发明的一个目的是避免现有技术的缺点。
本发明的另一个目的是增加圆筒形靶极的互换性。
本发明的又一个目的是避免对现有圆筒形靶极或者对现有轴的改变。
本发明的一个目的是使得一种系统的轴能够连接到另一种系统的圆筒形靶极上。
根据本发明的第一实施方式，提供有一种连接系统，用于可释放地把一个圆筒形靶极固附到一个轴上。
所述连接系统包括：
a)一个以法兰部分终止的轴；
b)一个在其端部具有一个带沟槽的外圆周表面的圆筒形靶极；
c)一个连接环，所述连接环具有一个适于接合所述圆筒形靶极的所述外圆周表面的圆周内表面；所述连接环还具有一个法兰端；
d)一个夹紧环，所述夹紧环适于接合所述法兰部分并接合所述连接环，以把所述圆筒形靶极保持到所述轴上；
e)一个或者多个在所述轴和所述圆筒形靶极之间的密封环。
所述连接环不同于所述夹紧环。
所述圆筒形靶极具有一个端部外径而所述连接环具有一个可以(至少局部地)大于或者等于所述圆筒形靶极的端部外径的内径。
术语端部外径以及内径分别指得是圆筒形靶极和连接环各自的主要部分，没有把局部的沟槽或者局部的突起考虑在内。
根据本发明的第二实施方式，提供有一种连接系统，用于可释放地把一个圆筒形靶极固附到一个轴上。
所述连接系统包括：
a)一个以法兰部分终止的轴；
b)一个在其端部具有一个带沟槽的内圆周表面的圆筒形靶极；
c)一个连接环，所述连接环具有一个适于接合所述圆筒形靶极的带沟槽的内圆周表面的圆周外表面；
d)一个夹紧环，所述夹紧环适于接合所述法兰部分并接合所述连接环，以把所述圆筒形靶极保持到所述轴上；
e)一个或者多个在所述轴和所述圆筒形靶极之间的密封环。
所述圆筒形靶极具有一个端部内径而所述连接环具有一个可以(至少局部地)小于或者等于所述圆筒形靶极的端部内径的外径。
术语端部内径以及外径分别指得是圆筒形靶极和连接环各自的主要部分，没有把局部的突起或者局部的沟槽考虑在内。
在本发明的上下文中，术语圆筒形靶极既指用覆盖有一种靶极材料层的支承管制造的圆筒形靶极，也指一个完全由靶极材料制造的自支撑的圆筒形靶极。
所述圆筒形靶极的带沟槽的外或者内圆周表面可以是带有至少一个螺圈的螺旋沟槽。一个适于所述螺旋沟槽的弹簧插入所述圆筒形靶极与所述连接环之间。在此情况下，拉紧作用发生在所述连接环和所述圆筒形靶极之间。
在一个优选的实施方式中，所述连接环还可以具有一个法兰端。
所述夹紧环可以优选地由两个或者多个夹紧段组成。每个夹紧段可以具有一个向内朝向的夹紧凹槽。所述夹紧凹槽封闭所述轴的法兰部分和所述连接环的法兰端。这样一个夹紧环可以方便从连接系统拆卸下。多于两个的夹紧段可能比两个夹紧段有优势，因为当夹紧环变得比靶极热时的较多数量的点接触。
因此，连接环的外表面以其法兰端配合例如Sinvaco公司实施方式的开口夹紧环。结果，由于连接环使得带沟槽的(不论是螺旋形的还是非螺旋形的)圆筒形靶极也可以装配另一种类型的连接器。
在另一个优选实施方式中，连接环可以有一个径向突起的部分，例如一个螺旋形式的突起。夹紧环接合这些突起的部分，例如可以拧在连接环上。
在本发明的实际实施方式中，所述连接系统具有一个终止于一个凹槽的圆筒形靶极。连接环具有一个与此凹槽相遇的突起部分以便于把所述连接环与所述靶极面对面地布置。
附图说明
现在参照附图更加详细地说明本发明，在附图中：
图1是根据本发明的连接系统的第一实施方式的截面；
图2是根据本发明的连接系统的第一实施方式的详细视图；
图3是根据本发明的连接系统的第一实施方式的侧视图；
图4是根据本发明的连接系统的第一实施方式的第一可选择实施方式的截面；
图5是根据本发明的连接系统的第一实施方式的第二可选择实施方式的截面；
图6是根据本发明的连接系统的第二实施方式的截面；
具体实施方式
图1、图2和图3示出在圆筒形靶极中带有一个螺旋沟槽的连接系统的第一实施方式。图4示出在连接系统带有一个非螺旋沟槽的连接系统的第一实施方式的第一可选择实施方式。图5示出带有一个非螺旋沟槽的连接系统的第一实施方式的第二可选择实施方式。
首先参见图1、图2和图3。一个连接系统10要可释放地把一个圆筒形靶极12固附到一个轴14上。靶极12可以设有要溅射的靶极材料13。轴14终止于一个法兰部分16。圆筒形靶极12在其端部具有一个螺旋的或者说螺线的沟槽18。沟槽的螺旋构成至少一个螺圈。
连接系统10还包括一个连接环(interface ring)20。在该第一实施方式中连接环20由一体件制成。该连接环20具有一个大于或者等于圆筒形靶极12的端部外径的内径。连接环20具有一个适于接合圆筒形靶极12的螺旋或螺线沟槽18的圆周内表面22。连接环20可以拧在圆筒形靶极12上。连接环29还具有一个法兰端24。在连接状态下，连接环20的法兰端抵靠轴14的法兰部分16。优选地，所述法兰端24具有一个向内突起的部分25。该突起部分便于把连接环定位到靶极12上，因为它可以装配在圆筒形靶极的末端处的靶极凹槽中。
连接系统10还包括一个夹紧环26，夹紧环26由两个或者多个夹紧段组成。每个夹紧段具有一个向内朝向的夹紧凹槽28。在连接状态下，该夹紧凹槽28封闭轴14的法兰部分16和连接环20的法兰端24以把圆筒形靶极12保持到轴12上。优选地，法兰部分16的表面和法兰端24的表面略呈圆锥形。夹紧凹槽28也具有相匹配的圆锥形表面。
连接系统还包括一个在法兰部分16的一个O形圈沟槽32中的O形密封圈30和一个在轴端部36的一个沟槽中的密封圈34，
一个螺旋弹簧38插入螺旋或者说螺线沟槽18中。弹簧38还与连接环20的圆周内表面22相遇。弹簧38不是永久地固定到螺旋或者说螺线沟槽18中并且可以由不同于圆筒形靶极12的材料或者圆筒形靶极12的支承管的材料的其它材料制造。
夹紧环26的夹紧段借助于螺栓连接件40固定在一起。
图4示出连接系统10的第一实施方式的第一可选择实施方式的详图。与图3的区别是这里圆筒形靶极12具有一个非螺旋的沟槽42。结果是连接环20具有一个匹配该非螺旋的沟槽42的内圆周表面44。连接环20在此包括两个或者多个段以使得连接环20能够安装在圆筒形靶极12上。
图5示出连接系统10的第一实施方式的第二可选择实施方式的详图。与图3和图4的区别主要在于连接环20的类型和夹紧环26的类型。
这里的连接环20具有一个径向突起的部分200和202，所述径向突起的部分可以采取螺旋的形状。连接环20装配进靶极12的一个圆筒形沟槽42中。为了防止连接环20旋转，可以设有一个装配进靶极12中并且装配进连接环20中的一个销50。可选择地，销50可以与连接环20或者与靶极12成整体。夹紧环26在其内侧带有螺纹并且可以拧在连接环20的突起的螺旋200、202上，以把圆筒形靶极12夹紧到轴14上。
图6示出连接系统10的第二实施方式的截面。靶极设有一个螺旋的螺旋螺纹形式的沟槽18。这里与图1至图3的第一实施方式的区别是螺纹18在此是布置在靶极12的内圆周表面上。

Claims (15)

1.一种连接系统，用于可释放地把一个圆筒形靶极固附到一个轴上，所述连接系统包括：
a)一个以法兰部分终止的轴；
b)一个在其端部具有一个带沟槽的外圆周表面的圆筒形靶极；
c)一个连接环，所述连接环具有适于接合所述圆筒形靶极的所述带沟槽的外圆周表面的圆周内表面；
d)一个夹紧环，所述夹紧环适于在其一侧接合所述法兰部分并在其另一侧径向接合所述连接环，以把所述圆筒形靶极保持到所述轴上；
e)一个或者多个在所述轴和所述圆筒形靶极之间的密封环。
2.一种连接系统，用于可释放地把一个圆筒形靶极固附到一个轴上，所述连接系统包括：
a)一个以法兰部分终止的轴；
b)一个在其端部具有一个带沟槽的内圆周表面的圆筒形靶极；
c)一个连接环，所述连接环具有适于接合所述圆筒形靶极的所述带沟槽的内圆周表面的圆周外表面；
d)一个夹紧环，所述夹紧环适于在其一侧接合所述法兰部分并在其另一侧径向接合所述连接环，以把所述圆筒形靶极保持到所述轴上；
e)一个或者多个在所述轴和所述圆筒形靶极之间的密封环。
3.如权利要求1所述的连接系统，其中，所述圆筒形靶极具有一个端部外径，并且所述连接环具有一个大于或者等于所述圆筒形靶极的端部外径的内径。
4.如权利要求2所述的连接系统，其中，所述圆筒形靶极具有一个端部内径，并且所述连接环具有一个小于或者等于所述圆筒形靶极的端部内径的外径。
5.如前述权利要求中任一所述的连接系统，其中，所述的带沟槽的外圆周表面或者所述的带沟槽的内圆周表面是一个螺旋沟槽。
6.如权利要求5所述的连接系统，其中，所述螺旋沟槽具有至少一个螺圈。
7.如前述权利要求中任一所述的连接系统，其中，所述连接环还具有一个法兰端，并且所述夹紧环由两个或者多个夹紧段组成，每个夹紧段都具有一个向内朝向的夹紧凹槽，所述夹紧凹槽封闭所述轴的所述法兰部分和所述连接环的所述法兰端。
8.如权利要求1至6中任一所述的连接系统，其中，所述连接环具有一些径向突起的部分，并且所述夹紧环接合所述径向突起的部分。
9.如权利要求8所述的连接系统，其中，所述径向突起的部分采用螺旋的形式。
10.如前述权利要求中任一所述的连接系统，其中，所述一个或者多个密封圈是一种O形圈。
11.如权利要求10所述的连接系统，其中，所述O形圈至少部分地位于所述轴的所述法兰部分中。
12.如权利要求5或6任一所述的连接系统，其中，所述连接系统还包括一个弹性构件，所述弹性构件装配进所述螺旋沟槽中。
13.如权利要求12所述的连接系统，其中，所述弹性构件是一个弹簧。
14.如前述权利要求中任一所述的连接系统，其中，所述靶极提供有要溅射的靶极材料。
15.如前述权利要求中任一所述的连接系统，其中，所述圆筒形靶极终止于一个凹槽，所述连接环具有一个与所述凹槽相遇的突起部分以便于把所述连接环与所述靶极面对面地布置。
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