DE102009039621A1 - Particle beam processing device comprises a vacuum chamber that has a chamber wall with a first opening that is formed in the chamber wall, and a cover that is adapted to cover the opening and to rotate a rotation axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Teilchenstrahlbearbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 oder 3.The present invention relates to a particle beam processing apparatus according to the preamble of
Eine Teilchenstrahlbearbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Teilchenstrahlbearbeitungsvorrichtung im Hinblick auf ihre praktische Einsetzbarkeit zu verbessern.The object of the invention is to improve a known particle beam processing device with regard to its practical applicability.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Teilchenstrahlbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3.This object is achieved by a particle beam processing device according to
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Anordnung eines Teilchenstrahlgenerators innerhalb der Vakuumkammer zusammen mit einer Bewegung des Teilchenstrahlgenerators über zwei exzentrisch drehbare Abdeckplatten ermöglicht eine drastische Verringerung des Kammervolumens bei Erhaltung einer variablen Werkstückbearbeitung.The arrangement of a particle beam generator within the vacuum chamber along with movement of the particle beam generator via two eccentrically rotatable cover plates allows a drastic reduction of the chamber volume while maintaining a variable workpiece processing.
Das Vorsehen eines Druckausgleichmittels ermöglicht die präzise Steuerung der Bewegung eines Teilchenstrahlgenerators, der über zwei exzentrisch drehbare Abdeckungen z. B. in der Vakuumkammer angeordnet ist.The provision of a pressure compensation means allows the precise control of the movement of a particle beam generator, the z. B. About two eccentrically rotatable covers z. B. is arranged in the vacuum chamber.
Das Vorsehen einer Begrenzung der Drehung des Verschlusses einer dritten Öffnung in zwei exzentrisch drehbaren Abdeckungen ermöglicht die sichere Verhinderung der Beschädigung von Zufuhrleitungen und Ähnlichen zu einem z. B. in der Vakuumkammer angeordneten Teilchenstrahlgenerator.The provision of a limitation of the rotation of the shutter of a third opening in two eccentrically rotatable covers allows the secure prevention of damage to supply lines and the like to a z. B. arranged in the vacuum chamber particle beam generator.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and expediencies will become apparent from the description of embodiments with reference to FIGS. From the figures show:
Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Elektronenstrahlbearbeitungsvorrichtung als ein Beispiel für eine Teilchenstrahlbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die
Die Kammerwand
Die erste Abdeckung
Die zweite Öffnung O2, die ebenfalls kreisförmig ist, weist eine zweite Mittelachse C2 auf. Die erste und die zweite Öffnung O1, O1 sind exzentrisch angeordnet, d. h. die Achsen C1 und C2 verlaufen parallel, aber mit Abstand voneinander.The second opening O2, which is also circular, has a second center axis C2. The first and second openings O1, O1 are arranged eccentrically, i. H. the axes C1 and C2 are parallel but spaced apart.
Bei den gezeigten Ausführungsformen ist die zweite Abdeckung
Die dritte Öffnung O3, die ebenfalls kreisrund ist, weist eine dritte Mittelachse C3 auf. Die dritte Öffnung ist wiederum exzentrisch zu der ersten und zweiten Öffnung O1, O2 angeordnet, d. h. die Achse C3 ist parallel zu aber mit Abständen von den Achsen C1 und C2 angeordnet.The third opening O3, which is also circular, has a third center axis C3. The third opening is in turn arranged eccentrically to the first and second openings O1, O2, d. H. the axis C3 is parallel to but spaced from the axes C1 and C2.
Die dritte Öffnung O3 weist einen dritten Innendurchmesser d3 auf. Der Verschluss
Die Exzenterscheibenanordnung
Die erste Abdeckung
Die zweite Abdeckung
Bei der in
Bei der in
Die derart ausgebildete Exzenterscheibenanordnung
Auf der Kammerwand
Auf der ersten Abdeckung
Bei der in
Durch die genannte Anordnung ist es möglich, die erste Abdeckung
Da ein Elektronenstrahlgenerator üblicherweise über Versorgungskabel und Ähnliches mit dem notwendigen Strom und gegebenenfalls Kühlmitteln etc. versorgt wird, ist es empfehlenswert, eine übermäßige Drehung des Elektronenstrahlgenerators um die Achse C3 zu verhindern. Daher ist bei der gezeigten Ausführungsform in
Bei der in
Damit ist es, falls die mit dem Elektronenstrahlgenerator
Die Linearführung und Dichtung für das Rohr
Das lineare Verfahren des Rohrs
Durch die entsprechende Anordnung von zwei Exzenterscheiben
Mit der in den
Diese Lösungen haben insbesondere für sogenannte Großkammern, d. h. Vakuumkammern mit Kammervolumen von ca. 1 m3 und größer, die Werkstücke mit Seitenlängen ab 600 bis 800 mm Bearbeitung aufnehmen können, erhebliche Vorteile.These solutions have particular for so-called large chambers, ie vacuum chambers with chamber volume of about 1 m 3 and larger, can accommodate the workpieces with side lengths from 600 to 800 mm machining, considerable advantages.
Ganz besonders groß ist der Vorteil, wenn zusätzlich zu der Exzenterscheibenanordnung der Elektronenstrahlgenerator in der Kammer angeordnet ist. Dadurch wird ein Großteil der das Kammervolumen vergrößernden Werkstückbewegungsvorrichtungen überflüssig, da nun anstelle des Werkstückes der Elektronenstrahl für die dreidimensionale Bearbeitung bewegt werden kann. Gegenüber Elektronenstrahlbearbeitungsvorrichtungen, bei denen der Elektronenstrahlgenerator außen montiert ist, und die die Exzenterscheibenanordnung nicht aufweisen, können die Verfahrwege in horizontaler Richtung für das in der Kammer befindliche Werkstück um ca. 40 bis 50% reduziert werden.The advantage is particularly great if, in addition to the eccentric disc arrangement, the electron beam generator is arranged in the chamber. As a result, a large part of the chamber volume-increasing workpiece movement devices is superfluous, because now instead of the workpiece, the electron beam for the three-dimensional processing can be moved. Compared with electron-beam processing devices in which the electron beam generator is mounted on the outside, and which do not have the eccentric disk arrangement, the travel paths in the horizontal direction for the workpiece located in the chamber can be reduced by approximately 40 to 50%.
Gegenüber einer Lösung, bei der der Elektronenstrahlgenerator in der Kammer angeordnet ist, und bei der das Werkstück mittels eines Portals in der Kammer bewegt wird, können zusätzlich ca. 40 bis 50% des Kammervolumens in senkrechter Richtung eingespart werden. Es ist offensichtlich, dass die Exzenterscheibenanordnung für beide Lösungen erhebliche Reduzierungen des zu evakuierenden Kammervolumens bei gleichbleibender Werkstückgröße ermöglicht.Compared to a solution in which the electron beam generator is arranged in the chamber, and in which the workpiece is moved by means of a portal in the chamber, in addition about 40 to 50% of the chamber volume in vertical Saved direction. It is obvious that the eccentric disc arrangement allows for both solutions significant reductions of the chamber volume to be evacuated with a constant workpiece size.
In der
Die Idee der Druckkompensation liegt darin, dass durch den Differenzdruck in ΔP zwischen dem Atmosphärendruck (erster Druck P1) und dem vergleichsweise geringen zweiten Druck P2 in der Vakuumkammer auf die Exzenterscheibenanordnung
Bei der in
Damit die Drehlagerung
Das Verhältnis A1/A2 wird nun so gewählt, dass das Verhältnis A3/A4 größer oder gleich dem Verhältnis A1/A2 ist. Bei Gleichheit der beiden Verhältnisse wird die Druckkraft exakt ausgeglichen, und die Lager
Es wäre auch möglich, das Verhältnis A1/A2 leicht größer als das Verhältnis A3/A4 zu wählen, um auch einen Teil des Eigengewichtes der Exzenterscheibenanordnung auszugleichen.It would also be possible to choose the ratio A1 / A2 slightly greater than the ratio A3 / A4, in order to compensate for a part of the own weight of the eccentric disc arrangement.
Die zweite Abdeckung mit Verschluss
Alternativ ist es natürlich möglich, das Fluid für die Gegendruckkammer(n) auch anders als mit einem Druckübersetzer, z. B. einer normalen Pumpe, unter Druck zu setzen.Alternatively, it is of course possible, the fluid for the back pressure chamber (s) also different than with a pressure booster, z. B. a normal pump to put under pressure.
In
Dadurch können die Anforderungen an die Dichtung der Linearführung für das Rohr
Bei der in
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is explicitly pointed out that all features disclosed in the description and / or the claims are considered separate and independent of each other for the purpose of original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims should. It is explicitly stated that all range indications or indications of groups of units disclose every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of restricting the claimed invention, in particular also as the limit of a range indication.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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