DE202023107369U1

DE202023107369U1 - Magnetsystem, Sputtervorrichtung sowie Vakuumanordnung

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Publication number: DE202023107369U1
Application number: DE202023107369.7U
Authority: DE
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2023-12-13
Filing date: 2023-12-13
Publication date: 2024-01-10
Anticipated expiration: 2033-12-14

Abstract

Magnetsystem (100), aufweisend:• einen Träger (102, 202), welcher einen längserstreckten und/oder wannenförmigen Aufnahmeabschnitt (102a) aufweist,• eine Abdeckvorrichtung (302), wobei die Abdeckvorrichtung (302) und der Aufnahmeabschnitt (102a) eingerichtet sind, zusammengefügt einen Hohlraum (351) zum Aufnehmen einer Reihe von hintereinander angeordneten Magneten (104) zu bilden, und• eine Fügevorrichtung (304), welche eingerichtet ist, die Abdeckvorrichtung (302) und den Aufnahmeabschnitt (102a) monolithisch oder mittels eines Formschlusses zusammenzufügen, der eingerichtet ist, eine von dem Träger (102, 202) weg gerichtete Kraft, vorzugsweise Zugkraft, aufzunehmen, und vorzugsweise auf den Träger (102, 202) zu übertragen.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Magnetsystem, eine Sputtervorrichtung sowie eine Vakuumanordnung.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate oberflächenbehandelt(prozessiert), z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden, um die chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften des Werkstücks zu verändern und diese an die Anforderungen der vorbestimmten Einsatzumgebung anzupassen. Hierfür können verschiedene Beschichtungsverfahren verwendet werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern), welches vom Typ der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) ist. Mittels Sputterns (d.h. mittels eines Sputterprozesses) kann beispielsweise eine Schicht oder können mehrere Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind das sogenannte Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern, oder das so genannte reaktive Magnetronsputtern, wobei das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden kann. Das Magnetfeld kann von einem Magnetsystem erzeugt werden und die Kathode (dann auch als Magnetronkathode bezeichnet) durchdringen, so dass an der Oberfläche des Targetmaterials (Targetoberfläche) ein torusförmiger Plasmakanal, ein so genannter Racetrack, ausgebildet werden kann, in dem sich Plasma bilden kann.
In einigen Fällen wird das Target zusätzlich gekühlt, beispielsweise mittels einer Flüssigkeitskühlung (z.B. eine Wasserkühlung), um die während des Sputterprozesses freigesetzte thermische Energie abzuführen und die thermische Belastung zu reduzieren. Dabei wird beispielsweise eine Kühlflüssigkeit in das rohrförmige Target hinein gebracht, so dass auch das Magnetsystem im Inneren des Targets der Kühlflüssigkeit ausgesetzt ist. Dies erhöht das Risiko, dass die korrosionsanfälligen Komponenten des Magnetsystems (z.B. Magnete) in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit kommen, was diese beeinträchtigen und die Lebensdauer des Magnetsystems herabsetzen kann. Um den Kontakt des Magnetsystems mit der Kühlflüssigkeit zu hemmen, wird das Magnetsystem oder zumindest Komponenten dessen herkömmlich eingehaust (z.B. verkapselt).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass diese Einhausung selbst ebenso anfällig ist für eine (z.B. mechanische) Beanspruchung, so dass die Einhausung im Zeitverlauf undicht werden kann. Beispielsweise können Risse im Verkapselungsmaterial auftreten, der Klebstoff brechen oder andere Undichtigkeiten auftreten, welche die Lebensdauer beeinträchtigen. Eine Ursache für mechanische Belastung kann beispielsweise darin liegen, dass sich das Magnetsystem aufgrund seines Eigengewichts mechanisch verformt (anschaulich analog zu einem Biegebalken), was auf die Einhausung übertragen wird, so dass hohe mechanische Spannungen entstehen können, welche zu einer Überbelastung der Einhausung führen können. Eine andere Ursache kann beispielsweise darin liegen, dass das Material der Einhausung altert, und somit in sein Beanspruchbarkeit abnimmt. Beispielsweise wird eine zuverlässige Abdichtung zum Schutz der Magnete vor Korrosion bereitgestellt.
Beispielsweise kann aufgrund von mechanischer Belastungen während der Nutzungsdauer des Magnetsystems, wie der Verformung des Magnetsystems infolge des Eigengewichts und/oder Schwingungen dessen, und Alterungseffekten der stoffschlüssigen Verbindung, wie zum Beispiel einer zunehmenden Sprödigkeit der Klebverbindung mit zunehmender Lebensdauer, eine mangelhafte Dichtheit (z.B. Undichtigkeit) auftreten kann, was zur Korrosion der Magnete durch die Kühlflüssigkeit führt und die Nutzungsdauer der Magnete sowie die Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit des Oberflächenbehandlungsprozesses verringert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Magnetsystem bereitgestellt, welches die Lebensdauer erhöht, insbesondere, wenn dieses einer Kühlflüssigkeit ausgesetzt ist.
Es zeigen

1 bis 6 jeweils ein Magnetsystem gemäß einer Ausführungsform in verschiedenen schematischen Ansichten.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B. Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
Der Begriff „Lagervorrichtung“ bezeichnet hierin eine Vorrichtung (zum Beispiel eine Baugruppe aufweisend), welche zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) eines oder mehr als eines Bauteils eingerichtet ist. Die Lagervorrichtung kann, beispielsweise pro Bauteil (das mittels dieser gelagert wird), ein oder mehr als ein Lager aufweisen zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) des Bauteils. Jedes Lager der Lagervorrichtung kann eingerichtet sein, dem Bauteil einen oder mehr als einen Freiheitsgrad (beispielsweise einen oder mehr als einen Translationsfreiheitsgrad und/oder einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad) bereitzustellen, gemäß welchem das Bauteil bewegt werden kann. Beispiele für ein Lager weisen auf: Radiallager, Axiallager, Radiaxlager, Linearlager (auch als Linearführung bezeichnet).
Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet), welches als sogenanntes Target bereitgestellt ist, mittels eines Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Targetmaterials werden somit voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche ein Magnetsystem aufweisen kann (dann wird die Sputtervorrichtung auch als Magnetron bezeichnet). Zum Sputtern kann das Magnetron in einer Vakuum-Prozessierkammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während des Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum- Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein ionenbildendes Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Material beispielsweise mit einem Reaktivgas (z.B. Sauerstoff, Stickstoff und/oder Kohlenstoff aufweisend) reagieren und das daraus entstehende Reaktionsprodukt (z.B. ein Dielektrikum) abgeschieden werden.
Das Sputtern kann mittels eines sogenannten Rohrmagnetrons erfolgen, bei welchem ein rohrförmiges Target (auch als Rohrtarget oder Rohrkathode bezeichnet), welches das Targetmaterial aufweist, axial um das Magnetsystem rotiert. Mittels Stellens des Magnetsystems bzw. mittels Veränderns des damit erzeugten Magnetfeldes kann das Zerstäuben des Targetmaterials und damit die räumliche Verteilung, mit der das Target abgetragen wird, beeinflusst werden.
Die Rohrkathode (auch als rohrförmige Kathode bezeichnet, z.B. eine rohrförmige Magnetronkathode) und das Magnetsystem können mittels einer Lagervorrichtung (auch als Target-Lagervorrichtung bezeichnet) gelagert sein, welche die Rohrkathode beispielsweise drehbar relativ zu dem Magnetsystem lagert. Die Lagervorrichtung kann beispielsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisen, wobei jeder Endblock der Lagervorrichtung einen Endabschnitt der Rohrkathode bzw. des Magnetsystems hält. Die Lagervorrichtung (z.B. deren einer oder mehr als einer Endblock) kann ferner ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Leistung, einer Drehbewegung und/oder Kühlfluid) bereitstellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Endblock (dann auch als Antriebsendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung einen Antriebsstrang zum Übertragen der Drehbewegung auf die Rohrkathode aufweisen, der beispielsweise mit einem Antrieb gekuppelt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Endblock (auch als Medienendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) eingerichtet sein, welches durch die Kathode hindurch geleitet werden kann.
Es kann allerdings auch genau ein Endblock (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang und die Fluidleitung aufweist und somit die Funktionen eines Antriebsendblocks und eines Medienendblocks gemeinsam bereitstellt. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann beispielsweise frei auskragen (d.h. frei hängen), was als Cantilever- Konfiguration bezeichnet wird, oder mittels eines Lagerbocks abgestützt sein.
Ein Magnetsystem kann mehrere Magneten (z.B. Dauermagneten) aufweisen. Ein Magnet kann ein ferromagnetisches (z.B. hartmagnetisches) Material aufweisen, z.B. eine chemische Verbindung (z.B. eine Legierung) oder einen Ferrit. Die chemische Verbindung kann ein Seltenerdmetall (wie z.B. Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium und/oder Gadolinium), Eisen, Kobalt und/oder Nickel aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann ein Magnet zumindest Neodym, Eisen und/oder Bor aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann ein Magnet zumindest Aluminium, Nickel und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann ein Magnet zumindest Samarium und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Ein Magnet kann eine Koerzitivfeldstärke größer als ungefähr 500 Kiloampere pro Meter (kA/m) aufweisen, z.B. größer als ungefähr 1000 kA/m.
Das Magnetsystem kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Länge (Ausdehnung entlang der Längserstreckung, Längsrichtung und/oder der Drehachse des Targets) in einem Bereich von 0.5 m (Meter) ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m und/oder mehr als 3 m.
Jeder Magnetpol kann mehrere hintereinander aufgereihte Polkörper, z.B. Magnete (dann auch als Reihe von Magneten oder Magnetreihe bezeichnet), aufweisen, von denen jeder Polkörper magnetisiert ist bzw. eine Magnetisierung aufweist. Jede Magnetreihe kann beispielsweise mindestens 10 (z.B. mindestens 100) Polkörper, z.B. Magnete, pro Meter aufweisen. Beispielsweise kann jeder Magnetpol eine oder mehr als eine Magnetreihe aufweisen. Beispielsweise können drei zwischen den Endstücken des Magnetsystems angeordnete Magnetreihen im Wesentlichen den Mittelbereich des Magnetsystems (anschaulich eine Reihe den Innenpol, beiderseits des Innenpols je eine Magnetreihe Außenpol) bereitstellen.
Der Begriff „Polkörper“ bezeichnet hierin einen Körper, der ein Magnetmaterial (auch als magnetisches Material bezeichnet) aufweist oder daraus gebildet ist. Der Polkörper kann beispielsweise an einen Magnetpol angrenzen oder Teil dessen sein. Das Magnetmaterial kann beispielsweise ferromagnetisch oder ferrimagnetisch sein. Das Magnetmaterial kann hartmagnetisches Magnetmaterial und/oder weichmagnetisches Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Magnetmaterial kann eine magnetische Polarisierung, z.B. eine Magnetisierung, aufweisen, so dass ein Dipol bereitgestellt ist.
Jeder Polkörper (z.B. Magnet) kann ein Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Magnetmaterial kann beispielsweise ferromagnetisch oder ferrimagnetisch sein. Das Magnetmaterial kann hartmagnetisches Magnetmaterial und/oder weichmagnetisches Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Magnetmaterial kann eine magnetische Polarisierung, z.B. eine Magnetisierung, aufweisen, so dass ein Dipol bereitgestellt ist. Das hartmagnetische Magnetmaterial kann eine Koerzitivfeldstärke größer als ungefähr 500 Kiloampere pro Meter (kA/m) aufweisen, z.B. größer als ungefähr 1000 kA/m.
Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise Teil eines oder mehr als eines Permanentmagneten (auch als Dauermagnet bezeichnet) sein oder dessen bilden. Als Permanentmagnet (auch als permanentmagnetischer Polkörper bezeichnet) kann ein Körper aus einem hartmagnetischen Magnetmaterial verstanden werden. Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise ein chemische Verbindung und/oder eine Legierung aufweisen.
Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise Neodym-Eisen-Bor (Nd₂Fe₁₄B) oder Samarium-Cobalt (SmCos und Sm₂Co₁₇) aufweisen oder daraus gebildet sein. Allgemeiner gesprochen kann das hartmagnetische Magnetmaterial (z.B. der oder jeder Permanentmagnet) ein Seltenerdmagnetmaterial (wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) oder Samarium-Kobalt (SmCo)), ein Ferrit-Magnetmaterial (z.B. ein Hartferrit-Magnetmaterial), ein Bismanol-Magnetmaterial und/oder ein Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das Magnetsystem kann ferner einen Träger (auch als Magnetträger bezeichnet) aufweisen, an welchem die Magneten des Magnetsystems befestigt sind. Der Magnetträger kann beispielsweise weichmagnetisch sein oder zumindest ein weichmagnetisches Material aufweisen oder daraus bestehen (dann auch als Rückschlussplatte bezeichnet).
Ein weichmagnetisches Magnetmaterial kann eine Koerzitivfeldstärke von weniger als ungefähr 500 kA/m aufweisen, z.B. von weniger als ungefähr 100 kA/m, z.B. von weniger als ungefähr 10 kA/m, z.B. von weniger als ungefähr 1 kA/m. Das weichmagnetische Magnetmaterial kann eine Legierung aufweisend Eisen, Nickel und/oder Cobalt, Stahl, einen Pulverwerkstoff und/oder einen Weichferrit (z.B. Nickelzinn und/oder Manganzinn aufweisend) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Die Magneten eines Magnetsystems können in mehreren Reihen (Magnetreihen) angeordnet sein, welche beispielsweise auf dem Magnetträger befestigt sind. Ein Magnetsystem kann beispielsweise mindestens drei Magnetreihen aufweisen. Jeweils zwei Magnetreihen können sich in zumindest einer Richtungskomponente ihrer Magnetisierungsrichtung unterscheiden (z.B. einander benachbarte Magnetreihen) und/oder können einen hinlaufenden oder rücklaufenden Abschnitt des Plasmabereichs definieren.
Der Begriff „unmagnetisch“ kann verstanden werden als im Wesentlichen magnetisch neutral, z.B. auch leicht paramagnetisch oder diamagnetisch. Der Begriff „unmagnetisch“ kann beispielsweise verstanden werden als eine magnetische Permeabilität aufweisend von im Wesentlichen 1, d.h. in einem Bereich von ungefähr 0,9 bis ungefähr 1,1. Beispiele für ein unmagnetisches Material weisen auf: Graphit, Aluminium, Platin, Kupfer, Aluminium, unmagnetischer Edelstahl, eine Keramik (z.B. ein Oxid).
Generell können sich der Außenpol und der Innenpol einen Abstand voneinander aufweisen und/oder sich voneinander unterscheiden in ihrer Magnetisierungsrichtung und/oder in ihrer Anzahl von Magneten. Im einfachsten Fall sind die Magnetisierungsrichtungen von Außenpol und Innenpol genau entgegengerichtet, z.B. antiparallel sein. In komplexeren Implementierungen können diese aber auch schräg zueinander sein, z.B. einen Winkel (auch als Magnetisierungsabweichung bezeichnet) einschließend. Beispielsweise kann die Magnetisierungsabweichung ungefähr 90° sein oder mehr (z.B. 120° oder mehr, z.B. 150° oder mehr, z.B. 160° oder mehr, z.B. 170° oder mehr, z.B. ungefähr 180°).
In einer exemplarischen Implementierung kann der Innenpol auf einen (z.B. magnetischen) Magnetträger zu und/oder von dem Targetmaterial weg magnetisiert sein und der Außenpol kann von dem (z.B. magnetischen) Magnetträger weg und/oder auf das Targetmaterial zu magnetisiert sein. Alternativ kann der Außenpol auf den (z.B. magnetischen) Magnetträger zu und/oder von dem Targetmaterial weg magnetisiert sein und der Innenpol von dem (z.B. magnetischen) Magnetträger weg und/oder auf das Targetmaterial zu magnetisiert sein. In einer exemplarischen Implementierung können der Außenpol und der Innenpol, z.B. dessen Magnetisierungsrichtungen, derart eingerichtet (z.B. ausgerichtet und/oder angeordnet) sein, dass diese (optional zusammen mit dem magnetischen Material in der Umgebung), einen tunnelartigen bis parallelen Magnetfeldlinienverlauf zur Targetoberfläche bereitstellen.
Das Magnetsystem (z.B. dessen Magnetträger) kann optional mehrere hintereinander angeordnete und/oder räumlich voneinander separierte (z.B. mehrpolige) Segmente (auch als Magnetsystemsegment oder als Magnetsystemgruppe bezeichnet) aufweisen, von denen zwei Segmente (auch als Umkehrsegmente oder Endstücke bezeichnet) an den Stirnseiten (anschaulich am Magnetsystemende) des Magnetsystems angeordnet sind und von denen ein oder mehr als ein optionales Segment (auch als Mittelstück bezeichnet) zwischen den Endstücken angeordnet ist. Der Umlaufpfad kann beispielsweise, in jedem Mittelstück, zwei geradlinige Abschnitte aufweisen, zwischen denen der Innenpol angeordnet ist. In jedem der Endstücke kann der Umlaufpfad bogenförmig und/oder gewinkelt verlaufen. Hierin wird exemplarisch auf ein Magnetsystem mit mehreren Magnetsystemgruppen Bezug genommen, wobei das diesbezüglich Beschriebene auch für ein unsegmentiertes Magnetsystem gelten kann bzw. das bezüglich einer Magnetsystemgruppe Beschriebene in Analogie für mehrere Magnetsystemgruppen gelten kann und andersherum.
Der Begriff „Einhausung“ (auch als Gehäuse bezeichnet) bezeichnet einen Hohlkörper, welcher einen Hohlraum zum Aufnehmen eines Objekts aufweist. Als Komponente des Magnetsystems kann die Einhausung zumindest abschnittsweise unmagnetisch sein, z.B. aus Kunststoff und/oder Edelstahl bestehend. Die Einhausung kann den Hohlraum auf 4 oder mehr Seiten begrenzen (z.B. auf 5 oder mehr Seiten begrenzen, z.B. auf 6 Seiten begrenzen). Die Einhausung weist beispielsweise ein oder mehr als ein Paar Wände auf, deren Wände einander gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums begrenzen. Die Einhausung kann eine oder mehr als eine Endkappe aufweisen, welche eine der Wände bereitstellt. Eine Endkappe kann beispielsweise eingerichtet sein, auf den Rest der Einhausung aufgesteckt zu werden. Im Fall einer längserstreckten Einhausung können die bezüglich der Längserstreckung einander gegenüberliegenden, stirnseitig angeordneten, Wände, eine oder mehr als eine Wand mittels einer Endkappe bereitgestellt werden. Die Endkappe kann beispielsweise eingerichtet sein, auf den Rest der Einhausung aufgesteckt zu werden. Der Begriff „Verkapselung“ bezeichnet eine fluiddichte Einhausung, d.h. eine Einhausung, welche einen Fluidaustausch zwischen dem Hohlraum und der Umgebung der Verkapselung hemmt (z.B. blockiert).
Die Verkapselung kann beispielsweise eine Abdichtungsvorrichtung aufweisen, welche einen Spalt der Einhausung abdichtet. Exemplarische Implementierungen der Abdichtungsvorrichtung weisen auf: eine Klebenaht, ein Dichtband, eine Dichtlammelle, usw. Beispielsweise kann ein Formschluss der Einhausung mittels einer Abdichtungsvorrichtung fluiddicht abgedichtet werden, um eine Verkapselung zu bilden.
Der Begriff „monolithisch“ kann als stoffschlüssige Verbindung zweier Abschnitte verstanden werden, welche beispielsweise in ihrer chemischen Zusammensetzung (oder zumindest in ihrem Materialtyp) übereinstimmen. Ist ein Objekt monolithisch kann dieses einstückig sein.
Ein Freiheitsgrad kann beispielsweise ein Translationsfreiheitsgrad oder ein Rotationsfreiheitsgrad sein.
Der Translationsfreiheitsgrad kann beispielsweise eine lineare Bewegung (d.h. Verschiebung) entlang der Achse ermöglichen, z.B. zweier Objekte relativ zueinander. Der Rotationsfreiheitsgrad kann beispielsweise eine Drehbewegung (d.h. Rotation) um die Achse herum ermöglichen, z.B. zweier Objekte relativ zueinander. Eine Verbindung zwischen zwei Objekten (auch als Gelenk bezeichnet), welche einen Freiheitsgrad bereitstellt, lässt eine Bewegung der zwei miteinander verbundenen Objekte gemäß dem Freiheitsgrad zu.
1 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, beispielsweise gemäß dem Anspruch 1, z.B. mit Blick auf diejenige Richtung 101 (auch als Referenzrichtung 101 bezeichnet), entlang welcher das Magnetsystem 100 längserstreckt ist.
Das Magnetsystem 100 kann eine Vielzahl Magneten 104 und zumindest einen Träger aufweisen, z.B. einen ersten Träger 102 (auch als erster Magnetträger bezeichnet) und optional einen zweiten Träger 202 (nicht dargestellt, auch als Systemträger bezeichnet), z.B. ein sogenanntes Lanzenrohr.
Das Magnetsystem 100 kann pro Magnetträger beispielsweise eine oder mehr als eine Magnetreihe 150 aufweisen, z.B. pro Magnetträger 102 mehrere Magnetreihen 150. Beispielsweise kann das Magnetsystem 100 (z.B. pro Magnetträger) 2 Magnetreihen 150 aufweisen oder mehr, z.B. 3 Magnetreihen 150 aufweisen oder mehr.
Jede Magnetreihe 150 kann mehrere (z.B. drei oder mehr) Magneten 104 aufweisen, z.B. mehrere entlang Richtung 101 hintereinander angeordnete Magnete 104. Ein Magnet 104 einer Magnetreihe 150 kann beispielsweise eine Magnetisierung aufweisen, z.B. entweder mit einer Richtung (auch als Magnetisierungsrichtung bezeichnet) zu dem Magnetträger hin oder von diesem weg. Mindestens zwei Magnetreihen 150 pro Magnetträger können sich in ihrer Magnetisierungsrichtung voneinander unterscheiden.
Beispiele für Komponenten oder Implementierungen des Systemträgers weisen auf: ein Rohr (z.B. ein Lanzenrohr), eine Platte (z.B. ein Blech), einen Profilträger, oder Ähnliches. Beispiele für Komponenten oder Implementierungen des Magnetträgers weisen auf: eine Platte (z.B. ein Blech), einen Profilträger, oder Ähnliches. Beispielsweise kann der Magnetträger einen Balken aufweisen oder daraus bestehen, z.B. einen quaderförmigen Balken aufweisend.
Optional kann das Magnetsystem 100 eine Verstelleinrichtung 150s (z.B. ein Stellglied aufweisend) aufweisen, welche beispielsweise (z.B. teilweise) zwischen dem Systemträger und den/dem Magnetträger angeordnet ist. Die Verstelleinrichtung 150s kann eingerichtet sein, eine räumliche Verteilung des von dem Magnetsystem erzeugten Magnetfeldes 120 zu verändern, z.B. indem diese eine räumliche Verteilung (z.B. Position und/oder Ausrichtung) des/der Magnet(en) 104 verändert.
Die oder jede Magnetreihe 150 des Magnetsystems 100 kann beispielsweise mehrere Magneten 104 aufweisen, z.B. pro Verstelleinrichtung 150s. Beispielsweise kann die Magnetreihe 150 (z.B. pro Verstelleinrichtung 150s) mindestens drei Magneten 104 aufweisen oder mehr, z.B. mindestens sechs Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 9 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 12 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 15 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 21 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 30 Magneten 104 oder mehr.
2 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Perspektivansicht, beispielsweise gemäß dem Anspruch 1.
Das Magnetsystem 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere, z.B. drei reihenförmig angeordnete und räumlich voneinander separierte Magnetreihen 150 aufweisen, die auf einem gemeinsamen Magnetträger 202 befestigt (z.B. magnetisch damit gekoppelt) sind. Jede der Magnetreihe 150 kann mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Magnete einer Magnetisierungsrichtung aufweisen. Die Magnete können derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass die nebeneinander angeordneten Magnetreihen 150 zueinander entgegengesetzte Magnetisierungsrichtungen aufweisen. Beispielsweise können die Magnetreihen 150 zwei äußere Magnetreihen 204a aufweisen und zwischen diesen eine innere Magnetreihe 204i.
Gemäß einer exemplarischen Implementierung können die äußeren beiden Magnetreihen 204a von dem Magnetträger weg magnetisiert sein, wobei die innere Magnetreihe 204i zu dem Magnetträger hin magnetisiert sein kann (oder andersherum).
Zumindest die innere Magnetreihe 204, die zwischen zwei äußeren Magnetreihen 204 angeordnet ist, kann in Richtung 101 längserstreckt sein. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen zwei unmittelbar benachbarten Magnetreihen 204 ein in Richtung 101 (auch als Richtung 101 der Längserstreckung bezeichnet) längserstreckter Spalt angeordnet sein, welcher diese räumlich voneinander separiert.
3 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 300 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, beispielsweise gemäß dem Anspruch 1.
Der Magnetträger 202 kann, z.B. pro Magnetreihe 150, einen längserstreckten und/oder wannenförmigen Aufnahmeabschnitt 102a aufweisen, z.B. einen Graben (auch als grabenförmige Vertiefung bezeichnet) aufweisend. Der Aufnahmeabschnitt 102a kann in einigen Ausführungsformen auch anders eingerichtet sein, z.B. planar oder als Vorsprung.
Die Vertiefung kann aus Richtung 105 in den Magnetträger 102 hineinerstreckt sein.
Die Abdeckvorrichtung 302 und der Aufnahmeabschnitt 102a sind eingerichtet, zusammengefügt einen Hohlraum 351 zum Aufnehmen einer Magnetreihe (eine Reihe von hintereinander angeordneten Magneten) zu bilden. Beispielsweise kann die Abdeckvorrichtung 302 eine oder mehr als eine Wand aufweisen, z.B. zwei Wände und/oder drei Wände, wovon jede Wand zumindest eine Seite des Hohlraums 351 begrenzt.
Die Fügevorrichtung 304 ist eingerichtet, die Abdeckvorrichtung 302 und den Aufnahmeabschnitt 102a zusammenzufügen. Sind diese zusammengefügt (d.h. im zusammengefügten Zustand), können diese beispielsweise Teil eines Verbunds (auch als Einhausung bezeichnet) aus mehreren zusammengefügten Komponenten sein. Beispiele für diese Komponenten der Einhausung weisen auf: die Abdeckvorrichtung 302, den Aufnahmeabschnitt 102a, die Fügevorrichtung 304 und optional eine Endkappe, wie später noch genauer erläutert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Fügevorrichtung 304 eingerichtet, eine Zugkraft, welche zwischen der Abdeckvorrichtung 302 und dem Magnetträger 102 vermittelt wird, z.B. in Richtung 105 und/oder aus Richtung 105, aufzunehmen. Dies verbessert die Kraftableitung innerhalb des Magnetsystems, was eine Beeinträchtigung dessen aufgrund der Zugkraft hemmt. Beispielsweise wird eine Überbelastung anderer Komponenten des Magnetsystems aufgrund der Zugkraft verhindert.
In einem exemplarischen Anwendungsfall kann der Magnetträger 102 verformt werden, beispielsweise aufgrund einer Zweipunktlagerung und/oder aufgrund von Vibrationen, welche auf den Magnetträger 102 übertragen werden. Diese Verformung des Magnetträgers 102 kann die Zugkraft erzeugen, welche eine Verformung der Abdeckvorrichtung 302 anregt. Mittels der Fügevorrichtung 304 wird diese Zugkraft vermittelt, so dass eine Beschädigung gehemmt wird.
Eine exemplarische Implementierung der Fügevorrichtung 304 ist eingerichtet, die Abdeckvorrichtung 302 und den Aufnahmeabschnitt 102a monolithisch zusammenzufügen. Beispiele für eine solche Fügevorrichtung 304 weisen auf: eine Metallschweißnaht und/oder eine Kunststoffschweißnaht. Die Abdeckvorrichtung 302 und der Aufnahmeabschnitt 102a können aus Kunststoff bestehen und mittels einer Kunststoffschweißnaht zusammengefügt werden. Die Schweißnaht ist gegenüber einer geklebten Verbindung robuster und langlebiger.
Eine andere exemplarische Implementierung der Fügevorrichtung 304 ist eingerichtet, die Abdeckvorrichtung 302 und den Aufnahmeabschnitt 102a mittels eines Formschlusses zusammenzufügen. Beispiele für eine solche Fügevorrichtung 304 weisen auf: einen Rast-Formschluss (z.B. Clip-Formschluss) zwischen der Abdeckvorrichtung 302 und dem Aufnahmeabschnitt 102a, ein Ineinandergreifen der Abdeckvorrichtung 302 und des Aufnahmeabschnitts 102a, einen Krallen-Formschluss zwischen der Abdeckvorrichtung 302 und dem Aufnahmeabschnitt 102a, einen Steck-Formschluss zwischen der Abdeckvorrichtung 302 und dem Aufnahmeabschnitt 102a, usw.. Der Formschluss ist gegenüber einer geklebten Verbindung robuster und langlebiger.
Der Formschluss kann vorzugsweise eingerichtet sein, eine Relativbewegung zwischen der Abdeckvorrichtung 302 und dem Aufnahmeabschnitt 102a voneinander weg, z.B. entlang Richtung 105, zu blockieren.
4 veranschaulicht Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche das Magnetsystem 100, beispielsweise gemäß dem Anspruch 3, aufweist. Die haubenförmige Abdeckvorrichtung 302 begrenzt drei Seiten des Hohlraums zumindest teilweise. Die haubenförmige Abdeckvorrichtung kann beispielsweise als Profilschiene bereitgestellt sein. Eine U-förmige Profilschiene kann beispielsweise aus drei Wänden bestehen, von denen aneinandergrenzende Wände in einem Winkel (z.B. ungefähr 90°) zueinander angeordnet sind.
5 veranschaulicht Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche das Magnetsystem 100, beispielsweise gemäß Anspruch 7 oder 8, aufweist.
Eine andere exemplarische Implementierung der Abdeckvorrichtung 302 gemäß Ausführungsformen 500 weist einen oder mehr als einen krallenförmige Endabschnitt 302a als Formschlusskontur auf, welcher eingerichtet ist, mit einem Endabschnitt 304a der Fügevorrichtung 304 einen Formschluss zu bilden (dann auch als Krallen-Formschluss bezeichnet). Es kann verstanden werden, dass alternativ oder zusätzlich zu der Krallenform andere Formschlusskonturen verwendet werden können, welche beispielsweise zum Ineinandergreifen eingerichtet sind.
Eine andere exemplarische Implementierung der Fügevorrichtung 304 gemäß Ausführungsformen 500 weist eine Wannenform auf (auch als Fügewanne bezeichnet). Die Fügewanne kann beispielsweise in einen Graben des Aufnahmeabschnitts 102a eingelegt werden und, so dass deren Boden zwischen den Magneten 104 und dem Magnetträger 102 eingeklemmt ist.
Die Klemmung kann als exemplarische Kupplung der Fügevorrichtung 304 mit dem Magnetträger 102 mittels eines Formschlusses verstanden werden, wobei der Formschluss eine Relativbewegung zwischen der Fügevorrichtung 304 und dem Magnetträger 102 blockiert (z.B. in Richtung 105 und/oder Richtung 103). Es kann verstanden werden, dass die Befestigung der Fügevorrichtung 304 an dem Magnetträger 102 auch stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder monolithisch erfolgen kann.
Andere Implementierung der Fügevorrichtung 304 weisen auf, dass die Fügevorrichtung 304 und der Magnetträger 102 monolithisch miteinander verbunden sind, z.B. wenn die Fügevorrichtung 304 monolithisch in den Magnetträger 102 integriert ist.
Eine exemplarische Implementierung des Formschlusses zwischen Fügevorrichtung 304 und Abdeckvorrichtung 302 (z.B. der Krallen-Formschluss) und/oder zwischen Fügevorrichtung 304 und Magnetträger 102 ist mittels eines Klebers (z.B. einer Klebenaht), welcher in einen Spalt zwischen diesen eingebracht ist, fluiddicht abgedichtet. Der Formschluss übernimmt in diesem Verbund die Funktion einer gegenüber mechanischen Kräften robusten Verbindung, welche den Kleber entlastet, und der Kleber übernimmt in diesem Verbund die Funktion einer zuverlässigen Abdichtung. Dies erhöht die Lebensdauer des Magnetsystems 100.
Eine exemplarische Implementierung des Formschlusses zwischen Fügevorrichtung 304 und Abdeckvorrichtung 302 kann ein Gelenk bereitstellen, so dass die Fügevorrichtung 304 und Abdeckvorrichtung 302 beweglich miteinander verbunden sind. Dies erleichtert die Montage des Magnetsystems 100.
6 veranschaulicht Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche das Magnetsystem 100, beispielsweise gemäß Anspruch 7, aufweist. Jede der zwei Endkappen 602 kann den dazwischen liegenden Hohlraum begrenzen, in welchem optional eine Magnetreihe angeordnet ist. Die Endkappen 602 können beispielsweise mittels einer Abdichtungsvorrichtung fluiddicht mit der Abdeckvorrichtung 302 verbunden sein.
Nachfolgend werden mehrere exemplarische Arbeitsbeispiele, die exemplarische Verwendung und exemplarische Aspekte dessen, erläutert, zu dem das hierin Beschriebene in Analogie gelten kann.
Ein Arbeitsbeispiel 1 betrifft ein Magnetsystem für ein Rohrmagnetron, das innerhalb des rohrförmigen Targets angeordnet ist oder wird. Das Target rotiert während des Betriebes und ist von Kühlwasser durchströmt. Die Magnete befinden sich auf einer Rückschlussplatte, die Magnetpole zeigen in Richtung der Innenwand des Targets. Zur Erreichung einer hohen Magnetfeldstärke auf der Oberfläche des Targets befindet sich das Magnetsystem neben der Drehachse des Targets, beispielsweise nah an der Innenwand des Targets. Zur Erzeugung des Magnetfeldes wird eine Anordnung von Permanentmagneten verwendet, typischerweise Seltenerdmagnete. Beispiele für Seltenerdmagnete bestehen aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) oder Samarium-Cobalt (SmCo). SmCo-Magnete sind bezüglich Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit besonders gut geeignet, allerdings mit hohen Kosten verbunden. Um Kosten zu sparen können ebenso NdFeB-Magnete eingesetzt werden, insbesondere wenn besonders starke Dauermagnete angestrebt werden. Aufgrund der Einsatzbedingungen ist es günstig für die Lebensdauer des Magnetsystems, wenn diese Magnete vor Korrosion geschützt werden, um eine lange Haltbarkeit des Magnetsystems zu gewährleisten. Beispielsweise wird jede Magnetreihe durch eine Abdeckung aus Blech (z.B. aus Edelstahl) geschützt, die mit der Rückschlussplatte verklebt wird. Als Kleber kommt ein dauerelastisches Material zum Einsatz. Allerdings ist die Klebeverbindung begrenzt in ihrer Robustheit, beispielsweise gegenüber mechanischer Belastung, und bietet daher als alleinige Verbindung einen unzureichenden Schutz der Magnete vor eindringendem Wasser, weil Alterungseffekte zu einer Materialversprödung und Rissbildung an den Klebeflächen führen. Daher wird eine Verkapselung der Magnetreihen in einem sie umschließenden 4-Kantprofil verwendet.
Generell ist allerdings zu erwähnen, dass die Lage der Magnete innerhalb der Verkapselung (z.B. des Profils) gewissen Variationen unterworfen sein kann (aber nicht zwingend muss), beispielsweise aufgrund des Bestückungsprozesses, was die Gleichmäßigkeit des Magnetfelds entlang Richtung 101 begrenzt. Eine Magnetfeldprüfung, z.B. eine Korrektur der Magnete (z.B. durch Austausch und/oder Verändern der Lage) kann dem entgegenwirken.
Im Fall eines geschlossenen 4-Kantprofils kann allerdings die Korrektur der Magnete (z. B. durch Austausch) während der Magnetfeldprüfung des Magnetsystems erschwert sein. Demgegenüber kann der Zugang zu den Magneten im Inneren der Verkapselung erleichtert werden, wenn die Verkapselung einen (z.B. schwenkbar gelagerten) Deckel (z.B. als Decke, Boden oder Seitenwand der Verkapselung eingerichtet) aufweist, der bei Bedarf geöffnet werden kann. In Analogie zu dem vorstehenden kann der Deckel optional eingerichtet sein, die Zugkraft zu übertragen, z.B. indem dieser im geschlossenen Zustand einen Formschlusses mit dem Rest der Verkapselung und/oder mit der Fügevorrichtung bildet, mittels welchem die Zugkraft übertragen werden kann.
Das Arbeitsbeispiel 1 oder ein dazu alternatives Arbeitsbeispiel 2 betrifft das Erleichtern einer Korrektur der Magnete während der Magnetfeldprüfung und eine präzise Positionierung der Magnete innerhalb der Verkapselung (z.B. um die Endabschnitt zu verrunden). Dazu können die Magnete mittels eines Profils verkapselt werden, welches die Magnete umlaufend verschließt. Um Korrekturen der Magnete während der Magnetfeldmessung zu erleichtern oder überhaupt zu ermöglichen, ist das Profil zweigeteilt und besteht aus einem unteren Teil, welcher die Fügevorrichtung bereitstellt, und einem oberen Teil, welcher die Abdeckvorrichtung bereitstellt. Der untere Teil ist vor der Magnetmontage auf der Rückschlussplatte befestigt, z.B. formschlüssig (z.B. mittels Schrauben), magnetisch und/oder stoffschlüssig. Dies kann bereits durch den Lieferanten der Rückschlussplatte erfolgen. Das obere Teil wird nach der erfolgten Magnetfeldprüfung auf das untere Teil aufgesteckt. Beide Teile werden über einen Clip-Formschluss miteinander verbunden, welcher eine zwischen diesen vermittelte Zugkraft aufnimmt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird die Kontaktstelle beider Teile versiegelt, z.B. mittels lokaler Erhitzung zum Bilden einer monolithischen Verbindung, und/oder mittels Heißkleber, usw.. Die Stirnseiten werden mit passenden Gegenstücken als exemplarische Endkappen verschlossen.
Das Arbeitsbeispiel 1 oder 2 oder ein dazu alternatives Arbeitsbeispiel 3 betrifft das Material für die Verkapselung. Exemplarische Materialien, aus denen die Verkapselung, oder zumindest Komponenten davon (z.B. die Abdeckvorrichtung, die Fügevorrichtung und/oder die Endkappen) bestehen kann, weisen Metalle und/oder Kunststoffe auf. Kunststoff bietet eine kostengünstige und leicht zu verarbeitende Verkapselung, da dieser als Meterware hergestellt und in der Produktion nach Bedarf auf Länge zugeschnitten werden kann. Ferner bietet Kunststoff eine höhere Elastizität als Metall, was die Robustheit vergrößert, so dass die Verkapselung beispielsweise zur Aufnahme einer besonders langen Magnetreihe geeignet ist. Die Ausführung als Kunststoff bietet die Möglichkeit, den Magnetsystemtyp in der Farbgebung des Kunststoffs zu kodieren.
Eines der Arbeitsbeispiele 1 bis 3 oder ein dazu alternatives Arbeitsbeispiel 4 schützt die Magnete auch auf der Unterseite und hemmt das bilden von Rissen, über die Wasser in das Innere der Verkapselung eindringen kann.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen erleichtern es, die herkömmlicherweise auftretenden (anfälligen) Stoßstellen als Entlastung bei auftretender Spannung durch mechanische Verformung (z.B. Shimming) weglassen zu können.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen erleichtern es, pro Magnetreihe eine Verkapselung bereitzustellen, oder auch eine Verkapselung, welche mehrere (z.B. drei) Magnetreihen aufnimmt.

Claims

Magnetsystem (100), aufweisend: • einen Träger (102, 202), welcher einen längserstreckten und/oder wannenförmigen Aufnahmeabschnitt (102a) aufweist, • eine Abdeckvorrichtung (302), wobei die Abdeckvorrichtung (302) und der Aufnahmeabschnitt (102a) eingerichtet sind, zusammengefügt einen Hohlraum (351) zum Aufnehmen einer Reihe von hintereinander angeordneten Magneten (104) zu bilden, und • eine Fügevorrichtung (304), welche eingerichtet ist, die Abdeckvorrichtung (302) und den Aufnahmeabschnitt (102a) monolithisch oder mittels eines Formschlusses zusammenzufügen, der eingerichtet ist, eine von dem Träger (102, 202) weg gerichtete Kraft, vorzugsweise Zugkraft, aufzunehmen, und vorzugsweise auf den Träger (102, 202) zu übertragen.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Träger (102, 202) magnetisierbar ist.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckvorrichtung (302) haubenförmig oder plattenförmig ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hohlraum (351), welcher durch die Abdeckvorrichtung (302) und den Aufnahmeabschnitt (102a) gebildet ist, fluiddicht ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abdeckvorrichtung (302) und der Aufnahmeabschnitt (102a) eingerichtet sind, zusammengefügt einen Hohlraum (351) zum Aufnehmen von drei Reihen von hintereinander angeordneten Magneten (104) zu bilden.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fügevorrichtung (304) ferner eingerichtet ist, die Abdeckvorrichtung (302) und den Aufnahmeabschnitt (102a) monolithisch oder mittels eines Formschlusses zu einer Verkapselung zusammenzufügen.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: eine oder mehr als eine Endkappe (602), wovon jede Endkappe (602) eingerichtet ist, eine Stirnseite des Hohlraums (351) zu begrenzen und/oder fluiddicht mit der Abdeckvorrichtung (302) verbunden zu werden, wobei die Abdeckvorrichtung (302) und/oder die Fügevorrichtung (304) mindestens eine Profilschiene aufweisen, wobei die Abdeckvorrichtung (302) und/oder die Fügevorrichtung (304) eingerichtet sind, den Hohlraum (351) an zwei oder mehr Seiten zu begrenzen
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 7, wobei die mindestens eine Profilschiene U-förmig ist.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Abdeckvorrichtung (302) und/oder die Fügevorrichtung (304) ferner eingerichtet sind, den Hohlraum (351) an drei Seiten zu begrenzen.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Fügevorrichtung (304) mit dem Aufnahmeabschnitt (102a) gekuppelt ist, wobei die Fügevorrichtung (304) eingerichtet ist, zwischen der Reihe von hintereinander angeordneten Magneten (104) und dem Aufnahmeabschnitt (102a) aufgenommen zu werden, um mit dem Aufnahmeabschnitt (102a) gekuppelt zu sein, wobei der Aufnahmeabschnitt (102a) eine Vertiefung aufweist, in welche der Hohlraum (351) hinein erstreckt ist.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Fügevorrichtung (304) formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Aufnahmeabschnitt (102a) gekuppelt ist.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der Aufnahmeabschnitt (102a) eine grabenförmige Vertiefung aufweist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei, wenn die Abdeckvorrichtung (302) und die Fügevorrichtung (304) mittels des Formschlusses zusammengefügt sind, das Magnetsystem (100) ferner eine Abdichtungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um einen Spalt zwischen der Abdeckvorrichtung (302) und der Fügevorrichtung (304) abzudichten.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 13, wobei die Abdichtungsvorrichtung eine Dichtung oder Klebung ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Abdeckvorrichtung (302) eine erste Formschlusskontur (302a) und die Fügevorrichtung (304) eine zweite Formschlusskontur (304a) aufweisen, wobei die erste Formschlusskontur (302a) und die zweite Formschlusskontur (304a) eingerichtet sind, zusammengefügt, den Formschluss zu bilden, wobei vorzugsweise die erste Formschlusskontur (302a) und die zweite Formschlusskontur (304a) eingerichtet sind, miteinander verrastet zu werden, wobei die erste Formschlusskontur (302a) und die zweite Formschlusskontur (304a) eingerichtet sind, zusammengefügt ein Gelenk zu bilden, welches der Abdeckvorrichtung (302) und der Fügevorrichtung (304) zumindest einen Freiheitsgrad bereitstellt.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 15, wobei die erste Formschlusskontur (302a) und die zweite Formschlusskontur (304a) krallenförmig sind.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei die erste Formschlusskontur (302a) und die zweite Formschlusskontur (304a) einen Clip-Formschluss bereitstellen.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Gelenk der Abdeckvorrichtung (302) und der Fügevorrichtung (304) zumindest einen Rotationsfreiheitsgrad bereitstellt.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Abdeckvorrichtung (302) ein unmagnetisches und/oder dielektrisches Material aufweist oder daraus besteht, vorzugsweise ein unmagnetisches Metall, ein Polymer und/oder einer Keramik.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 19, wobei das unmagnetische Metall eines von Platin, Kupfer, Edelstahl oder Aluminium ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, der Träger (102, 202) aufweisend: eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Trägers (102, 202) an einer Lagervorrichtung, wobei die Lagervorrichtung vorzugsweise eingerichtet ist zum drehbaren Lagern eines Rohrtargets, in welchem das Magnetsystem (100) angeordnet ist, wobei die Lagervorrichtung eine Kühlmittelzuführung aufweist, welche eingerichtet ist, ein Kühlmittel zuzuführen, dem das Magnetsystem (100) ausgesetzt ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das Kühlmittel Wasser aufweist oder daraus besteht.
Verwenden des Magnetsystems (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22 in einer Sputtervorrichtung, vorzugsweise einem Rohrmagnetron.
Sputtervorrichtung, aufweisend: • eine Lagervorrichtung, vorzugsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisend, zum drehbaren Lagern eines Sputtertargets, und • das Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1-22, welches mittels der Lagervorrichtung gelagert ist innerhalb des Sputtertargets.
Vakuumanordnung, aufweisend: • eine Vakuumkammer; • die Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 24 zum Prozessieren eines Substrats innerhalb der Vakuumkammer, • eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Substrats in der Vakuumkammer relativ zu der Sputtervorrichtung, und • eine Vakuumpumpenanordnung zum Abpumpen der Vakuumkammer.