Kathodenzerstäubungsgerät zum Metallisieren von Gegenständen Bei einer
Gasentladung ist der Abstand d des Glimmsaumes von der Kathode durch die Beziehung
gegeben, wobei r10 für eine bestimmte Gasart und ein bestimmtes Kathodenmaterial
eine Konstante darstellt. Breitet sich das Glimmlicht über die ganze Elektrode aus,
so -daß man in das Gebiet des anomalen Kathodenfalles kommt, so verringert sich
der gegebene Abstand des Glimmsaumes noch weiter mit zunehmendem Kathodenfall. Gleichzeitig
nach Erreichen der vollen Bedeckung befindet sich das Glilrimlicht in unmittelbarer
Nähe der Isolation, wodurch dieselbe je nachdem Grad -der Anomalität früher oder
später zerstört wird. Uni das Isolationsmaterial vor der zerstörenden Wirkung der
Glimmentladung zu schützen, wird demselben ein Schutzspalt vorgeschaltet. Der Spaltabstand
zwischen der Kathode und der die Behinderung bildenden Wand, die aus Metall oder
einem Isolator bestehen kann, muß dabei geringer sein als der Abstand des Glimmsaumes
von der Kathode, damit die Entladung in dem geschützten Feld unterdrückt wird. Der
Spaltabstand kann jedoch aus technischen und aus elektrischen Gründen nicht beliebig
klein gemacht werden. Als praktisches Mindestmaß des Spaltabstandeshat sich bei
den Versuchen 0,5 bis 1,0r11111. erwiesen.Cathode sputtering device for metallizing objects In the case of a gas discharge, the distance d of the glowing edge from the cathode is given by the relationship given, where r10 represents a constant for a certain type of gas and a certain cathode material. If the glow light spreads over the entire electrode, so that one comes into the area of the anomalous cathode drop, the given distance between the glow edge decreases even further with increasing cathode drop. At the same time after reaching full coverage, the Glilrim light is in the immediate vicinity of the isolation, whereby the isolation is destroyed sooner or later, depending on the degree of the anomaly. To protect the insulation material from the destructive effect of the glow discharge, a protective gap is connected upstream of it. The gap distance between the cathode and the wall forming the obstruction, which can consist of metal or an insulator, must be less than the distance between the glowing edge and the cathode so that the discharge in the protected field is suppressed. However, for technical and electrical reasons, the gap distance cannot be made arbitrarily small. The practical minimum size of the gap distance in the tests turned out to be 0.5 to 1.0r11111. proven.
Bei einem do von 9 mm an einer Eisen. elektrode und Wasserstoff als
Entladungsgas ergibt sich bei normalem Kathodenfall und einem Spaltabstand a von
o, 5 mm ein Füllgasdruck für die Entladung, bei dem noch ein ausreichender Schutz
der Isolation gewährleistet ist von
Wird dazu noch im anormalen Gebiet gearbeitet, so verkleinert sich der Arbeitsdruck
noch mit wachsendem Anomalitätsgrad. Will man aber nun höhere Füllgasdrucke in der
Entladungskammer anwenden, so ergeben sich
Spaltabstände, .die sich
nicht mehr sicher herstellen lassen; außerdem ist bei Verwendung einer Behinderungswand
aus Metall die Spannungsfestigkeit nicht mehr ausreichend. Die Wirksamkeit eines
Schutzspaltes ist damit praktisch begrenzt.With a do of 9 mm on an iron. electrode and hydrogen as the discharge gas, with a normal cathode drop and a gap distance a of 0.5 mm, a filling gas pressure for the discharge at which sufficient protection of the insulation is still guaranteed is obtained If, in addition, work is carried out in the abnormal area, the working pressure decreases as the degree of abnormality increases. But if you want to use higher filling gas pressures in the discharge chamber, there are gap distances that can no longer be reliably established; In addition, if a metal barrier wall is used, the dielectric strength is no longer sufficient. The effectiveness of a protective gap is thus practically limited.
Die Erfindung betrifft ein Kathodenzerstäubungsgerät zum Metallisieren
von Gegenständen, in .dessen Vakuumgefäß eine elektrische Entladung bei beliebigen
FüRgasdrucken stattfindet und bei dem zwischen der Elektrodendurchführung und der
Gefäßwand oder der Abschirmung ein Schutzspalt vorgesehen ist, das sich dadurch
auszeichnet, daß die'Entlüftung des Vakuumgefäßes durch den Schutzspalt erfolgt.
Es sind bereits Vakuumentladungsgefäße mit langen, engen Schutzspalten und Kathodenzerstäubungsapparate
mit engen Spalten bekanntgeworden. Jedoch wird bei den bekannten Vorrichtungen das
Gefäß nicht durch den Spalt entlüftet.The invention relates to a cathode sputtering device for metallizing
of objects, in. Its vacuum vessel an electrical discharge at any
For gas printing takes place and between the electrode leadthrough and the
Vessel wall or the shield a protective gap is provided, which is thereby
is characterized by the fact that the vacuum vessel is vented through the protective gap.
There are already vacuum discharge vessels with long, narrow protective gaps and cathode sputtering devices
become known with narrow gaps. However, in the known devices
Vessel not vented through the gap.
Die Erfindung bietet dem Bekannten gegenüber den Vorteil, auch noch
für Glimmsaumabstände, die kleiner als i mm sind, einen wirksamen Schutz zu gewähren.
Dies wird dadurch erreicht, daß man auf der Länge des Schutzspaltes einen Druckabfall
durch Abpumpen des Füllgases über dem Schutzspalt erzeugt. Der Druckabfall muß einen
solchen Wert erreichen, daß bei dem gegebenen mindesten Spaltabstand von etwa
0,5 bis i,omm in einer Zone des Schutzspaltes, die noch vor der Isolation
liegt, bereits eine Behinderung der Entladung erfolgt. Beträgt der Spaltabstand
z. B. i mm, so muß der Gasdruck in -dem Schutzspalt vor der Isolation bei z. B.
Wasserstoff als Entladungsgas und Eisen als Elektrodenmaterial bereits einen Wert
von p < 9 mm Hg erreicht haben. Diese Zahl muß um so kleiner werden, je größer
der Grad der Anomalität der Entladung ist. Die Länge des Schutzspaltes ergibt sich
aus dem Verhältnis Ausgangsdruck zum gewünschten Druck im Entladungsgefäß, wobei
als Ausgangsdruck der Gasdruck im Schutzspalt vor der Isolation zu verstehen ist.The invention offers the advantage over the known of also providing effective protection for glow edge spacings that are smaller than 1 mm. This is achieved by generating a pressure drop over the length of the protective gap by pumping out the filling gas over the protective gap. The pressure drop must reach such a value that, with the given minimum gap distance of about 0.5 to i, omm in a zone of the protective gap which is still in front of the insulation, the discharge is already impeded. If the gap distance is z. B. i mm, the gas pressure in -the protective gap before the isolation at z. B. hydrogen as discharge gas and iron as electrode material have already reached a value of p <9 mm Hg. The greater the degree of the abnormality of the discharge, the smaller this number is. The length of the protective gap results from the ratio of the initial pressure to the desired pressure in the discharge vessel, the gas pressure in the protective gap in front of the insulation being understood as the initial pressure.
Durch die Erfindung ist man in der Lage, bei jedem gewünschten Gasdruck
innerhalb des Entladungsgefäßes eine Gasentladung bei einem beliebigen Anomalitätsgrad
der Entladung zu erzeugen, ohne das Isolationsmaterial der zerstörenden Wirkung
der Gasentladung auszusetzen. Die Schutzwand für die Behinderung kann je nach der
Anordnung die Gefäßwand der Entladungskammer sein. Zur Aufnahme der Verlustwärme
der sich teilweise im Spalt ausbildenden Gasentladung kann die Gefäßwand bzw. die
Abschirmung und gleichzeitig die Stromdurchführung gekühlt werden. Es kann auch
umgekehrt die durchgeführte Elektrode die Anode darstellen und die Gefäßwand die
Kathode sein.The invention makes it possible for any gas pressure to be used
a gas discharge within the discharge vessel in the event of any degree of anomaly
of the discharge without the insulating material of the destructive effect
to expose the gas discharge. The barrier for the handicap may vary depending on the person
Arrangement be the vessel wall of the discharge chamber. To absorb the heat loss
the gas discharge partially forming in the gap can damage the vessel wall or the
Shielding and at the same time the power feedthrough are cooled. It can also
conversely, the lead through the electrode represents the anode and the vessel wall represents the
Be cathode.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch
dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung einen Schnitt durch eine Stromdurchführung
in ein metallisches Vakuumgefäß zur Metallisierung von Gegenständen mittels Kathodenzerstäubung,
in denen eine Glimmentladung vonstatten geht.In the drawing, the invention is shown schematically in an exemplary embodiment
shown, namely the figure shows a section through a current feedthrough
in a metallic vacuum vessel for the metallization of objects by means of cathode sputtering,
in which a glow discharge takes place.
In der Zeichnung ist der Teil i der anodische Stromleiter und der
Teil e die als Kathode geschaltete Gefäßwand, zwischen denen ein enger Schutzspalt
3 frei bleibt, aus dem erfindungsgemäß durch den Stutzen das Entladungsgas mittels
einer nicht dargestellten Pumpe abgesaugt wird. Der Teil i kann auch als Kathode
und die Gefäßwand auch als Anode geschaltet werden. Der Stromleiter i ist vorzugsweise
hohl und kühlbar ausgebildet, und zwar kann durch den Stutzen 5 ein Kühlmittel zugeführt
und durch den Stutzen 6 abgeleitet werden. In der Mitte des Stromleiters kann vorteilhaft
das Gaszuleitungsrohr 7 angeordnet werden. Der Teil 8 ist das Isolationsmaterial,
welches vor dem zerstörenden Angriff der Gasentladung zu schützen ist. Die Teile
9 und i o sind Isolier- und Dichtungsringe, und der Teil i i ist ein Anpreßring,
der durch die Schrauben 12 angepreßt wird. In dem Raum 13 des Vakuumgefäßes findet
die Glimmentladung statt.In the drawing, part i is the anodic conductor and the
Part e the vessel wall switched as a cathode, between which a narrow protective gap
3 remains free, from which, according to the invention, the discharge gas by means of the nozzle
a pump, not shown, is sucked off. The part i can also be used as a cathode
and the vessel wall can also be used as an anode. The conductor i is preferred
designed hollow and coolable, namely a coolant can be supplied through the nozzle 5
and discharged through the nozzle 6. In the middle of the conductor can be advantageous
the gas supply pipe 7 can be arranged. Part 8 is the insulation material,
which is to be protected from the destructive attack of the gas discharge. The parts
9 and i o are insulating and sealing rings, and part i i is a pressure ring,
which is pressed by the screws 12. In the space 13 of the vacuum vessel takes place
the glow discharge takes place.