-
Die
Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Kathodenzerstäubung eines
Materials, insbesondere in einer Vakuumbehandlungsanlage.
-
Für den Fachmann
auf dem Gebiet ist die Verwendung von Kathoden zur Zerstäubung eines Materials
von einer Zielplatte aus in Verbindung mit einer Anode hinreichend
bekannt. In einer herkömmlichen
Kathodenzerstäubungsanlage
wird die negative Spannung auf die Zielplatte angewendet, die während der
Zerstäubung
als Kathode dient, während
die positive Spannungsquelle mit einer gesonderten Anode verbunden
ist, beispielsweise in einer Vakuumbehandlungskammer.
-
Der
Stand der Technik kann zur Orientierung und ohne als Einschränkung verstanden
zu werden anhand des Patentes
FR
2492163 veranschaulicht werden, das eine Kathodenanordnung
zur Zerstäubung
eines Materials einer Zielplatte in einer Kathodenzerstäubungsanlage
betrifft. In diesem Patent besteht die Zielplatte aus einer Tragplatte,
die Anordnungen für
die Zirkulation einer Kühlflüssigkeit
aufweist. Die Zielplatte wird mit Hilfe einer umlaufenden Brücke in Position
gehalten, die in die Kühlplatte
und in einen Sockel eingeschraubt ist, der die Kühlplatte trägt. Im allgemeinen wird zwischen
der Zielplatte und der Kühlplatte
eine Membran montiert.
-
Bei
dieser Art von Anlage muss die Zielplatte je nach den Anwendungen
sehr oft gewechselt werden.
-
Was
die Lösungen
im Stand der Technik betrifft, so lässt sich die Zielplatte unabhängig von
den Ausführungsarten
aufgrund ihrer Befestigungsvorrichtungen nicht leicht handhaben
und austauschen.
-
Oft
wird die Zielplatte mit Hilfe einer Vielzahl von Schrauben befestigt,
die am Umfang angeordnet sind. Wenn man bedenkt, dass für die Befestigung der
Zielplatte sehr viele Schrauben erforderlich sind, wird klar, dass
die Montagezeit und die Demontagezeit sehr lange dauert. Außerdem besteht
die Gefahr des Festfressens.
-
Es
wird auch vorgeschlagen, die Befestigung der Zielplatte durch vorderseitiges
Anflanschen in Verbindung mit Schrauben vorzunehmen. Diese Lösung ist
nicht immer zufriedenstellend, da es sich in diesem Fall um Schrauben
handelt, die auch direkt an der Einspannung der gesamten Zielplatte
beteiligt sind. Eine solche Lösung
geht beispielsweise aus dem vorgenannten Patent
FR 2492163 hervor.
-
In
diesem Zusammenhang lässt
sich auch das Patent US-A-5269894 nennen, in dem eine Kathode für eine Vakuumzerstäubungsbehandlungsvorrichtung
beschrieben wird, die eine Zielplatte aufweist, welche an einer
Auflage angeordnet ist, und als Kühler dient. Die Auflage ist
mit dem Rahmen verbunden, der einen geschlossenen Raum für die Positionierung
und die Zentrierung der Zielplatte begrenzt.
-
Die
Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile auf einfache,
sichere, wirkungsvolle und rationelle Art und Weise zu beseitigen.
-
Das
Problem, das mit der Erfindung gelöst werden soll, besteht darin,
die Befestigung der Zielplatte rasch und wirksam zu gewährleisten,
und folglich im Hinblick auf ihren Austausch eine rasche Demontage
und erneute Montage zu ermöglichen.
-
Um
ein solches Problem zu lösen,
wird eine Kathode für
eine Vakuumzerstäubungsbehandlungsvorrichtung
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt. Die Kathode besitzt eine Zielplatte, die an einer
Auflage montiert ist, welche so angeordnet ist, dass sie als Kühler dient,
wobei die Auflage mit einem Rahmen verbunden ist, der einen geschlossenen
Raum für
die Positionierung und die Zentrierung der Zielplatte begrenzt;
der Rahmen weist am Umfang eine profilierte Randleiste zum Einhängen und
Einstecken auf, die mit einem System unabhängiger Klemmelemente zusammenwirkt,
die zusätzliche
Einhängeabschnitte bilden,
welche eine Kipp- bzw. Neigewirkung der Elemente ermöglichen,
welche sich aus einer Einspannung ergeben, die auf Bauteile ausgeübt wird,
die in die Elemente eingreifen und sich auf einem Teil der Randleiste
zum Einhängen
des Rahmens abstützen, so
dass sich unter der Kippwirkung ein Teil der Einhängeabschnitte
des Systems der Klemmelemente frontal an dem Umfangsrand der Zielplatte
im Hinblick auf seine Befestigung abstützt.
-
Um
das gestellte Problem einer sicheren und wirkungsvollen Befestigung
der Zielplatte zu lösen, wird
das System der Klemmelemente zweckentsprechend zugeschnitten, so
dass es nach der Montage nebeneinander einen geschlossenen Umfangsrahmen
bildet, der die vier Seiten der Zielplatte völlig umgibt und umschließt, indem
er eine freie Zentrierzone für
die Zerstäubung
begrenzt.
-
Angesichts
des besonderen Profils der Einhängeabschnitte
und der Notwendigkeit, die Zielplatte rasch austauschen zu können, besitzen
die Klemmelemente oder einige von ihnen mindestens eine abgeschrägte Kante,
um die Winkel zu bilden, während
andere gerade sind, um durch Gleiten, insbesondere zwischen zwei
Winkelelementen, eingeschoben zu werden, die zuvor gegenüber dem
Rahmen positioniert worden sind.
-
Um
das gestellte Problem zu lösen
und das Kippen bzw. die Neigung der Klemmelemente unter der Wirkung
der Einspannung zu ermöglichen,
handelt es sich bei den Bauteilen um Druckschrauben.
-
Um
das gestellte Problem der Befestigung der Zielplatte unter der Kippwirkung
der Klemmelemente zu lösen,
bestehen die Randleisten zum Einhängen und zum Einstecken des
Rahmens aus einem geraden, versetzten Profil, das eine gerade Einkerbung
begrenzt. Die zusätzlichen
Einhängeabschnitte
der Klemmelemente bestehen aus einer geraden Rille, die mit dem
geraden, versetzten Profil zusammenwirkt und eine Nase begrenzt,
die mit der Einkerbung zusammenwirkt, um die Kipp- bzw. Neigwirkung
unter der Einspannung hervorzurufen.
-
Ein
weiteres Problem, das mit der Erfindung gelöst werden soll, besteht darin,
leicht in das Kathodensystem eingreifen zu können, insbesondere, um die
Zielplatte der Zerstäubung
zu wechseln.
-
Um
dieses Problem zu lösen,
wird die Auflage an einem Teil der Vorrichtung montiert, der derart angeordnet
ist, dass er leicht herausgezogen werden kann.
-
Vorteilhafterweise
weist der betreffende Teil der Vorrichtung eine Tür auf.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren der beigefügten Zeichnungen
im einzelnen erläutert.
Es zeigen
-
1 eine
Draufsicht auf einen Teil der Zerstäubungskathode vor dem Anbringen
der Klemmelemente zur Befestigung der Zielplatte.
-
2 eine
Ansicht entsprechend 1 nach dem Anbringen der Klemmelemente.
-
3 eine
Schnittansicht, die die Ausführung
und Verwendung der Kathode im Bereich der Einspannung der Zielplatte
veranschaulicht.
-
4 eine
Sicht entsprechend 3 zur Einspannung der Zielplatte.
-
5 eine
perspektivische Teilansicht, die den Querschnitt der Profile der
Membranauflage und der Klemmelemente zeigt.
-
Wie
in den 3 und 4 zu sehen ist, findet die Kathode
eine besonders vorteilhafte Anwendung, die jedoch nicht auf die
Vakuumzerstäubungsbehandlung
begrenzt anzusehen ist. Diese Figuren zeigen die in ihrer Gesamtheit
mit (C) bezeichnete Kathode, die beispielsweise mit einem Sockel
(1) verbunden ist, in sehr schematischer Art und Weise.
Der unter Vakuum stehende Teil der Vorrichtung, der als Anode dient,
wird mit (A) bezeichnet.
-
Die
Kathode (C) weist eine Zerstäubungszielplatte
(2) jeder bekannten und geeigneten Art auf, die der durchzuführenden
Behandlung angepasst ist. Diese Zielplatte (2) wird an
eine Auflage (3) montiert, die als Kühler dient. In dem veranschaulichten
Beispiel, das nicht einschränkend
zu verstehen ist, handelt es sich bei der Auflage (3) um
eine Membranauflage, die einen Eintritt (E) und einen Austritt (S)
für die
Kühlflüssigkeit
besitzt. Die Auflagemembran wird mit (4) bezeichnet.
-
Gemäß der Erfindung
ist die Membranauflage (3)–(4) mit einem Rahmen
(5) verbunden, der einen geschlossenen Raum (6)
für die
Positionierung und Zentrierung der Zielplatte (2) begrenzt.
Wenn die Zielplatte (2) beispielsweise eine allgemein rechteckige
Form besitzt, kann der Rahmen (5) aus 4 geraden (5A)
(5B) (5C) (5D) zugeschnittenen Profilen hergestellt
werden, die derart montiert sind, dass sie einen geschlossenen Rahmen
bilden. Der auf diese Art und Weise hergestellte Rahmen (5)
wird beispielsweise mit Hilfe einer Schraube (7) an der
Membranauflage (3)–(4)
und an dem Sockel (1) befestigt.
-
Der
Rahmen (5) besitzt an seinem Umfang eine profilierte Randleiste
zum Einhängen
und Einstecken (5d), die mit einem System von Klemmelementen
(8) zusammenwirkt, das zusätzliche Einhängeabschnitte
(8a) aufweist.
-
Die
Einhängeprofile
(5d) und die zusätzlichen
Abschnitte (8a) besitzen einen Querschnitt, der eine Kipp-
bzw. Neigewirkung der Klemmelemente (8) ermöglicht,
welche sich aus einer Einspannung ergibt, die auf Bauteile (9)
ausgeübt
wird, die in die Elemente (8) eingreifen und sich auf einem
Teil der Randleiste zum Einhängen
des Rahmens (7) abstützen.
Unter der Kippwirkung stützt
sich ein Teil der Einhängeabschnitte
(8a) des Systems der Klemmelemente (8) frontal
an dem Umfangsrand der Zielplatte (2) im Hinblick auf seine
Befestigung ab, wie nachfolgend aufgezeigt wird.
-
5 zeigt
eine vorteilhafte Ausführung
des Profils der Randleiste zum Einhängen (5d) des Rahmens
(5) und der zusätzlichen
Einhängeabschnitte (8a)
der Klemmelemente (8) im Schnitt.
-
Die
Randleiste zum Einhängen
und zum Einstecken (5d) besteht aus einem geraden, versetzten Profil
(5d1), das eine gerade Einkerbung (5d2) begrenzt.
Das gerade Profil (5d1) ist über eine schräge Fläche (5d4)
mit einer Auflagefläche
(5d3) verbunden.
-
Die
zusätzlichen
Abschnitte der Klemmelemente (8) bestehen aus einer geraden
Rille (8a1), die in das gerade, versetzte Profil (5d1)
des Rahmens (5) eingreift. Die gerade Rille (8a1)
begrenzt eine Nase (8a2), die mit einer Einkerbung (5d2)
zusammenwirkt. Die Nase (A2) ragt über eine schräge Auflagefläche (8a3)
hinaus, die mit dem Umfangsrand der Zielplatte (2) zusammenwirken
soll.
-
Nach
Ineinandergreifen des Querschnitts der Klemmelemente (8)
in die Einhäng-
und Einsteckprofile des Rahmens (5) (Eingreifen der Nase
(8a2) in die Einkerbung (5d2) des Profils (5d)
in der Rille (8a1)), genügt es, die Bauteile (9)
zu betätigen,
um die Kippwirkung der Klemmelemente (8) zu erzeugen. Zu
diesem Zweck bestehen die Bauteile (9) aus Druckschrauben,
die als Einhängabschnitte
(8a) in die Elemente (8) integriert sind, und
sich im Bereich der schrägen
Anschlussfläche
(5d4) des Rahmens (5) abstützen.
-
3 zeigt
die Elemente (8) vor dem Anziehen der Druckschrauben (9),
während 4 die
Elemente (8) nach dem Anziehen der Druckschrauben (9)
zeigt. Wie man sieht, stützt
sich die schräge
Fläche
(8a3) nach dem Einspannen am Umfangsrand der Zielplatte
(2) ab.
-
Wie
in den 1 und 2 zu sehen ist, sind die Klemmelemente
(8) zweckentsprechend zugeschnitten, so dass sie nach der
Montage nebeneinander einen geschlossenen Umfangsrahmen bilden,
der die vier Seiten der Zielplatte (2) völlig umgibt und
umschließt,
indem er eine freie, mittlere Zone für die Zerstäubung begrenzt. Anders ausgedrückt, nach der
Montage bilden die Elemente (8) dieselbe geometrische Form
wie die des Rahmens (5) nach.
-
Unter
Berücksichtigung
der Verschachtelung bzw. des Ineinandergreifens der Formen bzw.
Abschnitte der Einhängeprofile
der Elemente (8) und des Rahmens (5) sind die
verschiedenen Elemente (8) unabhängig voneinander. Einige besitzen
zumindest eine abgeschrägte
Kante und bilden Ecken bzw. Winkel, während andere gerade sind, um
durch Gleiten, insbesondere zwischen zwei Elementen, die zuvor gegenüber dem
Rahmen positioniert worden sind, eingeschoben zu werden.
-
Wenn
man das in den 1 und 2 veranschaulichte
Beispiel betrachtet, bestehen die Klemmelemente (8) aus
zwei Elementen (8A) (8B), die den zwei kleinen
Seiten des Rahmens entsprechen, wobei diese beiden Elemente (8A)
(8B) an ihren Enden jeweils abgeschrägt sind, aus vier Elementen
(8C), die an einem Ende abgeschrägt sind, und in Bezug auf die
Elemente (8A) und (8B) positioniert werden, und
schließlich
aus zwei Elementen (8D), die nach der Montage der beiden
Elemente (8C) auf derselben Seite des Rahmens eingeschoben
werden sollen.
-
Unter
Berücksichtigung
dieser Anordnungen ist die Montage und die Demontage der Zielplatte
(2) offenbar besonders einfach und schnell. Es genügt nämlich, die
Klemmelemente (8) zu demontieren, indem man die Druckschrauben
(9) löst.
-
In
der gleichen Art und Weise erfolgt auch das Einsetzen einer neuen
Zielplatte (2) sehr schnell. Nachdem sie im Innern des
Rahmens (7) positioniert worden ist, genügt es, die
Klemmelemente (8) – wie gezeigt – neu anzubringen,
und die Druckschrauben (9) so fest anziehen, dass die Elemente
(8) sich neigen (4). So sieht
es aus, als wären
es die verbundenen Profile der Klemmelemente (8) und des Rahmens
(5), die die Befestigung der Zielplatte gewährleisten,
und nicht die Klemmschrauben.
-
Nach
einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung wird die Kathode
in ihrer Gesamtheit, wie sie nach den Merkmalen der Erfindung definiert
worden ist, im Bereich des Sockels (1) an einem Teil der Vorrichtung
montiert, der so angeordnet ist, dass er leicht herausgezogen werden
kann. Dieser Teil der Vorrichtung besitzt vorteilhafterweise eine
Tür (10).
-
Es
wird noch darauf hingewiesen, dass die Klemmelemente (8)
aus demselben Material hergestellt werden können wie die Zerstäubungszielplatte oder
auch aus einem anderen Material.
-
Die
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.