DE102007021897A1 - Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements - Google Patents
Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007021897A1 DE102007021897A1 DE200710021897 DE102007021897A DE102007021897A1 DE 102007021897 A1 DE102007021897 A1 DE 102007021897A1 DE 200710021897 DE200710021897 DE 200710021897 DE 102007021897 A DE102007021897 A DE 102007021897A DE 102007021897 A1 DE102007021897 A1 DE 102007021897A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- working chamber
- electron
- electron beam
- area
- separating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/06—Electron-beam welding or cutting within a vacuum chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/002—Devices involving relative movement between electronbeam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/08—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by using wave energy or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/16—Auxiliary treatment of granules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/16—Vessels; Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/315—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0866—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using particle radiation
- B29C2035/0877—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using particle radiation using electron radiation, e.g. beta-rays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/16—Vessels
- H01J2237/164—Particle-permeable windows
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
- H01J2237/3156—Curing
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen von Elektronenstrahlprozessen unterschiedlicher Art, mittels der sowohl thermische Prozesse, wie zum Beispiel das Elektronenstrahlschweißen oder das Randschichthärten metallischer Werkstoffe, als auch nicht-thermische Prozesse, wie zum Beispiel das Vernetzen von Kunststoffen oder das Härten von Lacken, durchführbar sind. Die Vorrichtung ist vorzugsweise bei der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Elektronenstrahltechnologie sowie bei der Aus- und Weiterbildung einsetzbar.The The invention relates to a device for performing Electron beam processes of different kinds, by means of both thermal processes, such as electron beam welding or surface hardening of metallic materials, as also non-thermal processes, such as the networking of Plastics or the hardening of paints, feasible are. The device is preferably in research and development in the field of electron beam technology and in the field of and training can be used.
Stand der TechnikState of the art
Bekannte Elektronenstrahlanlagen lassen sich bezogen auf deren Anwendungsbedingungen im Wesentlichen nach zwei Grundprinzipien unterscheiden: Elektronenstrahlanlagen, bei denen ein erzeugter Elektronenstrahl unter Vakuumbedingungen auf ein zu behandelndes Objekt trifft und Elektronenstrahlanlagen, bei denen ein erzeugter Elektronenstrahl in einer Luft- oder einer anderen Gasumgebung bei verschiedenen Druckverhältnissen auf ein zu behandelndes Objekt trifft. Ein Umrüsten bekannter Elektronenstrahlanlagen von einem Grundprinzip auf das andere ist bei den bisher gegebenen Anlagenkonfigurationen entweder nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich. Als Alternative bleibt die Installation von zwei separaten Anlagen. Dazu sind jedoch ein höherer Investitionsaufwand, ein größerer Platzbedarf und höhere Betriebskosten erforderlich.Known Electron beam systems can be related to their application conditions essentially distinguish between two basic principles: electron beam systems, where a generated electron beam under vacuum conditions encounters an object to be treated and electron beam systems, in which a generated electron beam in an air or a other gas environment at different pressure conditions encounters an object to be treated. A retooling known Electron beam systems from one basic principle to the other in the given system configurations either not or only possible with great effort. As alternative remains the installation of two separate systems. These are, however a higher capital expenditure, a larger space requirement and higher operating costs required.
Wie bereits oben beschrieben, können mit Elektronenstrahlanlagen je nach Wirkungsweise thermische Prozesse oder nicht-thermische Prozesse durchgeführt werden. Kommen bei thermischen Prozessen überwiegend Elektronenstrahlanlagen mit gebündeltem Elektronenstrahl hoher Leistung zum Einsatz, sind bei nicht-thermischen Prozessen meistens Elektronenstrahlanlagen erwünscht, die einen beispielsweise durch Ablenkung aufgefächerten Elektronenstrahl erzeugen.As already described above, can with electron beam systems depending on the mode of action thermal processes or non-thermal Processes are performed. Come predominantly in thermal processes Electron beam systems with bundled electron beam high performance are used in non-thermal processes Most electron beam systems are desired, the one example Create by electronically fanned electron beam.
Es
sind verschiedene Konfigurationen von Elektronenstrahlanlagen bekannt,
die bei thermischen Prozessen eingesetzt werden. Diese umfassen
mindestens einen Elektronen strahlerzeuger, welcher im Wesentlichen
aus zwei Baugruppen, dem eigentlichen Strahlerzeugersystem und einem
Strahlführungssystem, besteht, wobei der Strahlerzeuger auf
oder an einer Vakuumkammer unterschiedlicher Art und Größe
installiert ist und einen Elektronenstrahl in die Vakuumkammer abgibt
(
Bei speziellen Anwendungen des Elektronenstrahlschweißens unter Atmosphärenbedingungen (non vacuum electron beam welding) werden Anlagen mit einer speziellen Strahlaustrittsdüse eingesetzt. Diese Technik erlaubt das Herausführen eines fokussierten Elektronenstrahls aus dem evakuierten Strahlerzeuger an den an Atmosphärendruck liegenden Prozessort. Ein derart erzeugter Elektronenstrahl ist jedoch nur sehr beschränkt für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen geeignet, weil das Energieniveau der Elektronen bzw. die Energieverteilung innerhalb des Strahlquerschnittes nicht für eine sinnvolle technologische Anwendung geeignet ist. Eine Umrüstung von Elektronenstrahlanlagen aus dem Gebiet der thermischen Elektronenstrahlprozesse für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen unter Atmosphärenbedingungen ist aufwendig und unrentabel.at special applications of electron beam welding Atmosphere conditions (non-vacuum electron beam welding) become plants with a special jet outlet nozzle used. This technique allows you to bring out a focused one Electron beam from the evacuated beam generator to the at atmospheric pressure lying processor location. Such a generated electron beam is but very limited for use with non-thermal processes suitable because the energy level of Electrons or the energy distribution within the beam cross-section not suitable for a sensible technological application is. A conversion of electron beam systems from the Field of thermal electron beam processes for the Use in non-thermal processes under atmospheric conditions is complicated and unprofitable.
Elektronenstrahlanlagen
für den nicht-thermischen Anwendungsfall bestehen üblicherweise aus
einem Strahlerzeuger und einem nach einem Strahlführungssystem
(auch Strahlführungsraum genannt) angeordneten Elektronenaustrittsfenster
Elektronenstrahlanlagen
für den Einsatz bei nicht-thermischen Prozessen auf der
Basis so genannter Linear- oder Bandstrahler (
Aufgabenstellungtask
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der sowohl thermische als auch nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse an Substraten ausführbar sind.Of the The invention is therefore based on the technical problem of a device by means of both thermal and non-thermal electron beam processes can be carried out on substrates.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.The Solution of the technical problem results from the objects with the features of claim 1. Further advantageous embodiments The invention will become apparent from the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen von Elektronenstrahlprozessen an mindestens einem Substrat umfasst eine evakuierbare Arbeitskammer, einen in der Arbeitskammer angeordneten Substrathalter und einen Axialstrahler zum Erzeugen eines in die Arbeitskammer gerichteten Elektronenstrahls, wobei der Axialstrahler einen Strahlerzeuger und einen Strahlführungsraum aufweist. Des Weiteren umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Trennelement. Sollen mit der Vorrichtung nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse am Substrat durchgeführt werden, wird das Trennelement mittels lösbarer Befestigungselemente (welche auch entsprechende Dichtmittel umfassen) derart in der Arbeitskammer fixiert, dass die Arbeitskammer in zwei vollständig voneinander getrennte Bereiche unterteilt ist. Dabei grenzt der erste Bereich direkt an den Strahlführungsraum, wohingegen der zweite Bereich den Substrathalter umschließt. In dem Flächenbereich, in welchem der Elektronenstrahl auf das Trennelement auftrifft, ist das Trennelement als Elektronenaustrittsfenster ausgebildet. Bei Aufgabenstellungen, basierend auf thermischen Elektronenstrahlprozessen, werden die Befestigungselemente am Trennelement gelöst und das Trennelement entweder vollständig aus der Arbeitskammer entfernt oder derart innerhalb der Arbeitskammer angeordnet, dass der Elektronenstrahl nicht auf das Trennelement treffen kann.A inventive device for performing of electron beam processes on at least one substrate an evacuable working chamber, one arranged in the working chamber Substrate holder and an axial radiator for generating a in the Working chamber directed electron beam, wherein the axial radiator a jet generator and a beam guiding space. Furthermore, a device according to the invention comprises a separating element. Shall the device non-thermal electron beam processes be carried out on the substrate, the separating element by means of releasable fasteners (which also corresponding Sealant include) fixed in the working chamber, that the working chamber in two completely separate Areas is divided. The first area directly adjoins the Beam guiding space, whereas the second area the substrate holder encloses. In the area in which the electron beam impinges on the separating element is the separating element designed as electron exit window. For tasks, based on thermal electron beam processes, the Fasteners solved on the separator and the separator either completely removed from the working chamber or such arranged within the working chamber that the electron beam can not hit the separator.
Das Trennelement ermöglicht somit, dass mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl thermische als auch nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse an einem Substrat durchgeführt werden können. Im einfachsten Fall ist das Trennelement als ebene Trennwand zwischen gegenüberliegenden Wänden der Arbeitskammer ausgebildet. Es kann jedoch beispielsweise auch haubenförmig oder als geschlossenes Modul mit einer Öffnung an der Strahleintrittsstelle ausgebildet sein. Für den Fall, dass ein Trennelement während einer thermischen Anwendung innerhalb der Arbeitkammer an einem Ort außerhalb des direkten Einwirkbereiches verbleibt, kann es dennoch zweckdienlich sein, wenn das Elektronenaustrittsfenster oder/und die Flanschelemente mit einer Abdeckung versehen sind, um diese vor Beschädigung, beispielsweise durch Rückstreuelektronen oder Metalldampf, zu schützen.The Separating element thus allows that with an inventive Device both thermal and non-thermal electron beam processes can be performed on a substrate. In the simplest case, the separating element is a flat partition between formed opposite walls of the working chamber. However, it can also, for example, hood-shaped or as closed module with an opening at the jet entry point be educated. In the event that a separating element during a thermal application within the working chamber in one place remains outside the direct Einwirkbereiches, can it still be useful if the electron exit window or / and the flange elements are provided with a cover, around these against damage, for example by backscattered electrons or metal vapor, to protect.
Bei einer Ausführungsform weist die Arbeitskammer eine verschließbare Öffnung auf, durch welche das Trennelement und zu behandelnde Substrate in die Arbeitskammer eingebracht und auch wieder daraus entfernt werden können. Alternativ kann auch jeder der beiden Bereiche der Arbeitskammer über eine separate verschließbare Öffnung in einer Arbeitskammerwand verfügen. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn innerhalb der Arbeitskammer ein Elektronenaustrittsfenster durch ein anderes ersetzt werden soll.at In one embodiment, the working chamber has a closable opening through which the separating element and substrates to be treated introduced into the working chamber and also removed from it can be. Alternatively, each of the two areas the working chamber via a separate closable opening in a working chamber wall. This is advantageous, for example, if within the working chamber an electron exit window to be replaced by another.
Als Elektronenaustrittsfenster kann jedes bekannte Elektronenaustrittsfenster jeder Form, Größe, Dicke und aus jedem bekannten Material eingesetzt werden. Beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf ein Elektronenaustrittsfenster wird von diesem Energie absorbiert und auch in Wärmeenergie umgewandelt. Eine weitere Ausführungsform umfasst daher Mittel zum Kühlen des Elektronenaustrittsfensters. Das Elektronenaustrittsfenster kann beispielsweise wassergekühlt oder durch ein Gasgebläse gekühlt sein.When Electron exit window can be any known electron exit window any shape, size, thickness and any known Material are used. Upon impact of the electron beam an electron exit window is absorbed by this energy and also converted into heat energy. Another embodiment therefore comprises means for cooling the electron exit window. The Electron exit window, for example, water cooled or be cooled by a gas blower.
Die Ausrichtung des Axialstrahlers ist vorzugsweise senkrecht oder waagerecht. Die Achse des Axialstrahlers kann jedoch auch mit jedem anderen Winkel bezüglich der Horizontalen ausgerichtet sein.The Alignment of the axial radiator is preferably vertical or horizontal. The axis of the Axialstrahlers can, however, with each other Be aligned with respect to the horizontal angle.
Ein verwendeter Axialstrahler verfügt vorteilhafter Weise über eine Strahlablenksteuerung, mittels welcher der erzeugte Elektronenstrahl ablenkbar ist und wodurch der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls über eine Strecke bzw. eine Fläche auf einem Substrat wirksam werden kann. Alternativ kann aber auch ein Substrat zum Zwecke der Behandlung durch einen Elektronenstrahl mittels des Substrathalters unter dem feststehenden Elektronenstrahl bewegt werden oder aber es wird sowohl der Elektronenstrahl mittels einer Strahlablenk steuerung abgelenkt und gleichzeitig auch das Substrat mittels des Substrathalters bewegt. Es ist daher ebenfalls vorteilhaft, wenn der Substrathalter bewegbar und insbesondere in Elektronenstrahlrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass ein bewegbarer Substrathalter auch solche Ausführungsformen umfasst, bei denen der Substrathalter drehbar ausgebildet ist.One used axial radiator advantageously has over a beam deflection control, by means of which the generated electron beam is deflectable and whereby the point of impact of the electron beam over a stretch or surface on a substrate is effective can be. Alternatively, however, a substrate for the purpose of Treatment by an electron beam by means of the substrate holder be moved under the fixed electron beam or it is both the electron beam by means of a beam deflection control deflected and at the same time the substrate by means of the substrate holder emotional. It is therefore also advantageous if the substrate holder movable and in particular displaceable in electron beam direction is. For completeness, it should be mentioned that a movable substrate holder also such embodiments includes, wherein the substrate holder is rotatably formed.
Die Strecke bzw. Fläche, innerhalb der ein Elektronenstrahl mittels einer Strahlablenksteuerung auf einem Substrat wirksam werden kann, ist umso größer, je weiter das Substrat bzw. das Elektronenaustrittsfenster vom Strahlerzeuger entfernt ist. So können unterschiedliche Anforderungen, die sich aus einer Aufgabenstellung ergeben, auch unterschiedliche Entfernungen eines Substrates vom Strahlerzeuger erfordern, welche dann mittels des Substrathalters einstellbar sind. Nicht-thermische Aufgabenstellungen erfordern gewöhnlich einen Substratabstand von einigen Millimetern bis wenigen Zentimetern vom Elektronenaustrittsfenster. Bei thermischen Anwendungen hingegen, wie beispielsweise dem Elektronenstrahlschweißen, kann je nach Aufgabenstellung ein Substratabstand von wenigen Zentimetern bis zu einem Meter und mehr vom Axialstrahler erforderlich sein.The distance or area, within which an electron beam can be effective on a substrate by means of a beam deflection control, is the greater, the farther the substrate or the electron exit window is removed from the beam generator. Thus, different requirements arising from a task can also unterschiedli require distances of a substrate from the beam generator, which are then adjustable by means of the substrate holder. Non-thermal problems usually require a substrate distance of a few millimeters to a few centimeters from the electron exit window. In contrast, thermal applications, such as electron beam welding, depending on the task a substrate distance of a few centimeters to one meter and more of the axial radiator may be required.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Elektronenaustrittsfenster ein Mittel, mittels dem in der Strahlablenksteuerung die einem jeden Elektronenaustrittsfenster zugeordneten Strahlführungsparameter aktivierbar sind. Beim Einsatz verschiedener Elektronenaustrittsfenster bestehen auch unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich von Parametern einer Strahlablenksteuerung. So ist beispielsweise bei unterschiedlichen Größen oder Formen eines Elektronenaustrittsfensters auch die Fläche verschieden, welche mittels des Elektronenstrahls abzurastern ist. Wird beispielsweise ein Elektronenaustrittsfenster versehentlich mit auf den Elektronenstrahl bezogenen Strahlführungsparametern beaufschlagt, die einem kleineren Elektronenaustrittsfenster zugeordnet sind, kann der Energieeintrag pro Flächeneinheit zu hoch sein und zur Beschädigung des Elektronenaustrittsfensters führen. Mittels eines Steckkontaktes an jedem Elektronenaustrittsfenster können beispielsweise die einem Elektronenaustrittsfenster zugeordneten Strahlführungsparameter kodiert und somit eine versehentlich falsche Einstellung von Strahlführungsparametern verhindert werden. Damit kann beispielsweise auch verhindert werden, dass ein gebündelter und unabgelenkter Elektronenstrahl auf ein Elektronenaustrittsfenster trifft und dieses zerstört.at Another embodiment comprises an electron exit window a means by which in the beam deflection control the one each Electron emission window associated beam guidance parameters can be activated. When using different electron exit windows There are also different requirements regarding parameters a beam deflection control. For example, different Sizes or shapes of an electron exit window also the surface different, which by means of the electron beam is to be scanned. For example, an electron exit window accidentally with related to the electron beam beam guidance parameters subjected to a smaller electron emission window are, the energy input per unit area can be too high and damaging the electron exit window to lead. By means of a plug contact at each electron exit window For example, those associated with an electron exit window Beam guiding parameters coded and thus one inadvertently prevents incorrect setting of beam guidance parameters become. This can also be prevented, for example, that a bundled and undeflected electron beam on a Electron exit window hits and destroys this.
Mit einem entsprechenden Mittel am Trennelement oder am Elektronenaustrittsfenster (wie beispielsweise einem kodierten Steckkontakt) kann auch der Bewegungsradius des Substrathalters eingeschränkt werden. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass der bewegliche Substratträger bei installiertem Trennelement nicht aus Versehen gegen das Trennelement bzw. ein Elektronenaustrittsfenster bewegt wird.With a corresponding agent on the separating element or on the electron exit window (Such as a coded plug contact) can also be Movement radius of the substrate holder are restricted. This can be ensured, for example, that the movable Substrate carrier with installed separator is not off Provided against the separating element or an electron exit window is moved.
Damit mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedenste Aufgabenstellungen gelöst werden können, ist es vorteilhaft, wenn am Axialstrahler verschiedene Beschleunigungsspannungen einstellbar sind. Das Einwirken eines Elektronenstrahls auf Metalle umfasst als meist negative Begleiterscheinung den Sachverhalt, dass gleichzeitig auch Röntgenstrahlung freigesetzt wird. Bei einer Ausführungsform weist die Arbeitskammer deshalb eine Abschirmung auf, welche an die bei der höchstmöglich einstellbaren Beschleunigungsspannung auftretende prozessspezifische Röntgenstrahlung angepasst ist.In order to by means of a device according to the invention most diverse Problems can be solved, it is advantageous if the axial radiator different acceleration voltages adjustable are. The effect of an electron beam on metals includes as a mostly negative side effect the facts that at the same time also X-ray radiation is released. In one embodiment Therefore, the working chamber on a shield, which on the occurring at the highest possible acceleration voltage process-specific X-radiation is adjusted.
Insbesondere bei nicht-thermischen Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Bereich der Arbeitskammer getrennt voneinander evakuierbar sind, denn bei diesen Anwendungen wird ein zu behandelndes Substrat, welches im zweiten Bereich angeordnet ist, oftmals unter Atmosphärenbedingungen mit Elektronenenergie beaufschlagt. Im ersten Bereich sind hingegen Vakuumbedingungen erforderlich, damit sich der vom Axialstrahler erzeugte Elektronenstrahl bis zum Elektronenaustrittsfenster erstrecken kann. Ein Axialstrahler verfügt meist über eine eigene Vakuumpumpe, mittels welcher der Strahlerzeuger und der Strahlführungsraum evakuierbar sind. Mittels dieser Vakuumpumpe kann beispielsweise auch der erste Bereich der Arbeitskammer mit evakuiert werden. Da die zu einem Axialstrahler zugehörige Vakuumpumpe jedoch meist nicht für zusätzliche Volumen dimensioniert ist, ist es vorteilhaft eine zusätzliche Vakuumpumpe einzusetzen, um auch das Volumen des ersten Bereiches in einer kurzen Zeitspanne evakuieren zu können. Diese zusätzliche Vakuumpumpe kann entweder am Axialstrahler oder aber auch direkt am ersten Bereich der Arbeitskammer angeschlossen sein.Especially in non-thermal applications, it is advantageous if the first and the second region of the working chamber can be evacuated separately are because in these applications a substrate to be treated, which is arranged in the second region, often under atmospheric conditions charged with electron energy. In the first area, however, are Vacuum conditions required, so that of the axial radiator generated electron beam extend to the electron exit window can. An axial radiator usually has one own vacuum pump, by means of which the jet generator and the beam guiding space are evacuated. By means of this vacuum pump, for example Also, the first area of the working chamber to be evacuated. There however, the vacuum pump associated with an axial radiator usually not dimensioned for additional volume it is advantageous to use an additional vacuum pump, also the volume of the first area in a short period of time to evacuate. This additional vacuum pump can either be at the axial radiator or directly at the first area be connected to the working chamber.
Der zweite Bereich kann beispielsweise mittels der Pumpeinrichtung evakuiert werden, mittels welcher auch die gesamte Arbeitskammer evakuierbar ist. Diese Pumpeinrichtung kann alternativ auch so konfiguriert sein, dass mit ihr über Umschaltventile beide Bereiche der Arbeitskammer separat evakuierbar sind.Of the second area can be evacuated, for example by means of the pumping device be, by means of which also the entire working chamber evacuated is. This pumping device may alternatively be configured in this way be that with her about switching valves both areas the working chamber can be evacuated separately.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist im zweiten Bereich ein Gaseinlass angeordnet, mittels dem ein Gas (beispielsweise ein Schutzgas) in den Bereich einlassbar ist. Da insbesondere bei nicht-thermischen Anwendungen, wie beispielsweise bei der Elektronenbehandlung von Saatgut oder beim Modifizieren von Kunststoffgranulat, unter Atmosphärenbedingungen reaktive Gase (beispielsweise Ozon) entstehen, ist es vorteilhaft, wenn der zweite Bereich eine Pumpeinrichtung umfasst, mittels der auch reaktive Gase aus der Arbeitskammer abpumpbar sind. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn im zweiten Bereich der Grad der Evakuierung oder/und die Konzentration eines Gases einstellbar ist/sind, um die für einen Elektronenstrahlprozess erforderlichen optimalen Umgebungsbedingungen im zweiten Bereich einstellen zu können.at Another embodiment is in the second area Gas inlet arranged by means of which a gas (for example, a protective gas) into the area is einlassbar. As in particular at non-thermal Applications such as in the electron treatment of Seed or when modifying plastic granules, under atmospheric conditions reactive gases (for example, ozone) are formed, it is advantageous if the second area comprises a pumping device, by means of also reactive gases can be pumped out of the working chamber. It is also advantageous if in the second area the degree of evacuation or / and the concentration of a gas is / are adjustable to the optimal for an electron beam process required Ambient conditions in the second range can be set.
Weitere Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass der erste oder/und der zweite Bereich ein Einblick-Fenster zur Prozessbeobachtung aufweist/aufweisen. Des Weiteren kann die Arbeitskammer eine Einrichtung zum Kühlen eines Substrates aufweisen, welche beispielsweise ein oder mehrere Peltierelemente oder ein Gasgebläse umfassen kann. Mittels eines Gasgebläses kann neben einem Substrat gleichzeitig auch ein Elektronenaustrittsfenster gekühlt werden. Das Härten von Lacken mittels Elektronenenergie kann hingegen beispielsweise eine Basistemperatur des Lackes erfordern, um die Oberflächenqualität des Lackes gezielt zu beeinflussen. Es kann daher auch zweckmäßig sein, wenn eine Arbeitskammer eine Heizeinrichtung zum Erwärmen eines Substrates umfasst.Further embodiments of a device according to the invention are distinguished by the fact that the first or / and the second area has an insight window for process observation has / have. Furthermore, the working chamber may have a device for cooling a substrate, which may comprise, for example, one or more Peltier elements or a gas blower. By means of a gas blower, in addition to a substrate, an electron emission window can also be cooled simultaneously. The curing of paints by means of electron energy, however, may require, for example, a base temperature of the paint in order to influence the surface quality of the paint specifically. It may therefore also be expedient for a working chamber to comprise a heating device for heating a substrate.
Auch bei Elektronenstrahlprozessen ist es wichtig über Mittel zu verfügen, mit denen ein durchgeführter Prozess bzw. die erzielte Qualität am Substrat insitu kontrolliert und überprüft werden kann. So kann beispielsweise mit Mitteln zum Erfassen von Primärelektronen eines Elektronenstrahls oder/und zum Erfassen von rückgestreuten Elektronen die Position eines Elektronenstrahls überprüft und gegebenenfalls neu eingestellt werden, wohingegen beispielsweise mittels einer auf ein Elektronenfenster oder ein Substrat gerichteten Wärmebildkamera Aussagen über die flächenbezogene Energieverteilung getroffen werden können.Also in electron beam processes, it is important to have means dispose of a completed process or the quality achieved on the substrate controlled in situ and can be checked. So, for example with means for detecting primary electrons of an electron beam and / or for detecting backscattered electrons Checked position of an electron beam and if necessary be reset, whereas, for example by means of a directed to an electron window or a substrate Thermal imager statements about the area-related Energy distribution can be taken.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. The figures show:
In
Auf
einem beweglichen und insbesondere höhenverstellbaren Substrathalter
Ein
haubenförmiges Trennelement
Über
eine verschließbare Öffnung
Trennelement
Weil
Elektronen bei ihrer Bewegung unter Atmosphärenbedingungen
mit zunehmender Wegstrecke an Energie verlieren, wird der höhenverstellbare Substrathalter
Bei
dieser Konfiguration der Vorrichtung
In
Um
ein optimales Schweißergebnis zu erzielen, wurde der Substrathalter
Mit
den zu
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19537842 A1 [0004] DE 19537842 A1 [0004]
- - DE 4219562 C [0006] - DE 4219562 C [0006]
- - DE 19638925 A1 [0007] DE 19638925 A1 [0007]
Claims (28)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710021897 DE102007021897A1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710021897 DE102007021897A1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007021897A1 true DE102007021897A1 (en) | 2008-11-20 |
Family
ID=39868630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200710021897 Ceased DE102007021897A1 (en) | 2007-05-10 | 2007-05-10 | Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007021897A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011104347B4 (en) * | 2011-01-31 | 2015-08-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Device and microscopy method with a charged particle beam |
US9165741B2 (en) | 2011-09-21 | 2015-10-20 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device, method for adjusting charged particle beam device, and method for inspecting or observing sample |
CN106938368A (en) * | 2017-05-03 | 2017-07-11 | 桂林实创真空数控设备有限公司 | A kind of local dynamic sealing motion of the straight line with X-ray protection |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4219562C1 (en) | 1992-06-15 | 1993-07-15 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
DE19537842A1 (en) | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Fraunhofer Ges Forschung | Electron beam unit esp. for hardening or welding |
DE19638925A1 (en) | 1996-09-23 | 1998-04-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Electron band emitter |
-
2007
- 2007-05-10 DE DE200710021897 patent/DE102007021897A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4219562C1 (en) | 1992-06-15 | 1993-07-15 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
DE19537842A1 (en) | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Fraunhofer Ges Forschung | Electron beam unit esp. for hardening or welding |
DE19638925A1 (en) | 1996-09-23 | 1998-04-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Electron band emitter |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011104347B4 (en) * | 2011-01-31 | 2015-08-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Device and microscopy method with a charged particle beam |
CN104851769A (en) * | 2011-01-31 | 2015-08-19 | 株式会社日立高新技术 | Charged particle beam device |
US9543111B2 (en) | 2011-01-31 | 2017-01-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device |
US9165741B2 (en) | 2011-09-21 | 2015-10-20 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device, method for adjusting charged particle beam device, and method for inspecting or observing sample |
US9673020B2 (en) | 2011-09-21 | 2017-06-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device, method for adjusting charged particle beam device, and method for inspecting or observing sample |
DE112012003182B4 (en) * | 2011-09-21 | 2021-06-10 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam device |
CN106938368A (en) * | 2017-05-03 | 2017-07-11 | 桂林实创真空数控设备有限公司 | A kind of local dynamic sealing motion of the straight line with X-ray protection |
CN106938368B (en) * | 2017-05-03 | 2023-09-19 | 桂林实创真空数控设备有限公司 | Linear local dynamic seal movement mechanism with X-ray protection function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112011105007B4 (en) | Sample holder for an electron microscope and sample examination method | |
DE102008025868A1 (en) | Device for sterilizing containers by means of charge carriers | |
DE3524729A1 (en) | DEVICE FOR CLEANING SMOKE GASES SULFUR AND NITROGEN | |
DE102015118486B4 (en) | Method and device for laser welding in a gas atmosphere | |
DE102007021897A1 (en) | Device for carrying out an electron beam process comprises a separating element which is fixed within a working chamber using detachable fixing elements | |
EP1136196B1 (en) | Method and device for temperature controlling of robots | |
EP3706140A1 (en) | Device and method for decontaminating a wall surface of in particular a hollow body | |
DE2040534A1 (en) | DEVICE FOR RADIATING PRODUCTS AND WORKPIECES IN A CONTROLLED ATMOSPHERIC | |
DE102016222947A1 (en) | Apparatus and method for the additive production of a three-dimensional product | |
EP2601465B1 (en) | Use of a device for drying workpieces after a cleaning operation | |
DE102014103635A1 (en) | Vacuum chamber with a protective housing | |
DE102006032303A1 (en) | Surface processing device for laser polishing workpieces comprises an evacuated processing chamber containing a workpiece holder and an electron beam source for producing an electron beam for processing the surface of a workpiece | |
DE102007021893A1 (en) | Electron beam emitter for materials processing has first chamber for thermal process with beam exit window to second chamber | |
DE102011011279A1 (en) | Device for conducting gas stream when venting within a vacuum housing, comprises a transport unit located in a transport direction for transporting flat substrates provided on a transport plane | |
DE102005009324B9 (en) | Method and device for decontamination of surfaces | |
DE102015215322A1 (en) | Sight glass device | |
DE19722111C2 (en) | Simulator for underground environments | |
EP1832340B1 (en) | Process and device for partial surface treatment of a component by low pressure plasma generated in a vacuum chamber | |
DE102019106382A1 (en) | Device and method for machining a wall surface of a particularly tubular hollow body | |
DE3740532C2 (en) | ||
CH658536A5 (en) | Protection device to a material irradiation plant. | |
DE19901058C2 (en) | Device and method for degrading and / or converting chemical and / or biological contaminants in a fluid | |
DE10066358B4 (en) | Device for the treatment of workpieces with electron beams | |
DE102021123027A1 (en) | Laser processing device | |
EP3215321B1 (en) | Isolator, isolator system and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: H01J 37/305 AFI20070510BHDE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120306 |