NL8700620A

NL8700620A - Kathode boogverdampingsinrichting alsmede werkwijze voor het bedrijven daarvan.

Info

Publication number: NL8700620A
Application number: NL8700620A
Authority: NL
Original assignee: Hauzer Holding
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-10-17
Also published as: US4849088A; EP0284145A1; CA1296050C; JPH01234562A

Description

kr ' NO 34359 *

Kathode boogverdampingsinrichting alsmede werkwijze voor het bedrijven daarvan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een kathode boogverdam-5 pingsinrichting omvattende een trefoppervlak met het te verdampen materiaal.

Een dergelijke kathode boogverdampingsinrichting is in de stand der techniek algemeen bekend en omvat een plaat als trefoppervlak. Deze plaat is vaststaande aangebracht en de boog beschrijft een baan over het 10 trefoppervlak, waarbij te verdampen materiaal uittreedt.

Deze inrichting heeft als nadeel dat slechts een beperkt oppervlak te verdampen materiaal aanwezig is, hetgeen regelmatig verwisselen van het trefoppervlak betekent, terwijl tevens de richting van het uittredende materiaal door de vorm van de plaat slechts binnen nauwe grenzen 15 gevarieerd kan worden.

Het is het doel van de uitvinding om deze nadelen te vermijden.

Dit doeleinde wordt bij een hierboven beschreven inrichting verwezenlijkt doordat het trefoppervlak als de mantel van een omwentelingslichaam is uitgevoerd. Daarbij is bij dezelfde omvang een veel groter ma-20 teriaaloppervlak beschikbaar ter verdamping. Voor het sturen van de boog kan een magneetveld opwekkende inrichting gebruikt worden. Met de Lorentz-kracht wordt de baan van de boog beïnvloed. De magneetveld opwekkende inrichting kan hetzij een samenstel van permanente magneten omvatten, hetzij een samenstel van elektromagneten omvatten, hetzij een 25 combinatie daarvan.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering is het omwentelingslichaam hol en is in het inwendige daarvan een magneetveld opwekkende inrichting aangebracht. Deze magneetveld opwekkende inrichting kan alleen of in combinatie met een zich buiten het omwentelingslichaam bevin-30 dende magneetveld opwekkende inrichting gebruikt worden. Indien deze niet in combinatie toegepast wordt, onstaat een zeer kompakte eenheid trefoppervlak-boogsturende inrichting. Volgens een verdere van voordeel zijnde uitvoering omvat het omwentelingslichaam een cilinder. Bovendien kan de inrichting van schermmiddelen voorzien zijn om te bewerkstelligen 35 dat de boog slechts op een bepaald deel van het trefoppervlak beweegt.

Vooral bij een niet gestuurde boog is deze uitvoering van voordeel.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van de inrichting die hierboven beschreven is.

Daarbij wordt het omwentelingslichaam ten opzichte van de magneet-40 veld opwekkende inrichting geroteerd. Hieronder worden alle bewegings- 870 0 02() * ί -2- combinaties van omwentelingslichaam ten opzichte van de magneetveld opwekkende inrichting begrepen, d.w.z. magneetveld opwekkende inrichting staat stil en omwentelingslichaam draait, omwentelingslichaam staat stil magneetveld opwekkende inrichting draait en omwentelingslichaam draait 5 met een lagere/hogere of anders gerichte snelheid t.o.v. de eveneens roterende magneetveld opwekkende inrichting. Deze opmerking geldt eveneens voor alle hieronder aangeduide bewegingsmogelijkheden waarbij "ten opzichte van" gebruikt wordt.

Bovendien kan het omwentelingslichaam t.o.v. de magneetveld opwek-10 kende inrichting getransleerd worden. De combinatie van bovenstaande twee bewegingen maakt het mogelijk dat de boog een het gehele mantelop-pervlak van het omwentelingslichaam aftastende baan uitvoert, waardoor , in een optimaal rendement voor het afgeven van materiaal van het trefop- pervlak voorzien wordt. Vanzelfsprekend kan de boog een baan uitvoeren, 15 waarbij de bewegingsrichting in een punt omgekeerd wordt, d.w.z. hetzij de roterende, hetzij de translerende beweging hetzij beiden worden op een bepaalde plaats in zin veranderd. Om het daarmee samenhangend plaatselijk dieper inbranden van het trefoppervlak te vermijden is er volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de werkwijze in voorzien, dat de 20 bewegingssnelheid nabij dat punt waar de bewegingsrichting omkeert groter is dan op plaatsen verder van het punt afgelegen. De bewegingssnelheid kan bijvoorbeeld volgens de amplitude van een sinusfunctie beschreven worden. Deze sinusfunctie kan eveneens hogere orde functies omvatten. De rotatie van het magneetveld kan op twee wijzen t.o.v. de omwen-25 telingsas van het omwentelingslichaam uitgevoerd worden. Namelijk in hoofdzaak evenwijdig aan de omwentelingsas en in hoofdzaak loodrecht op de omwentelingsas. In het eerste geval voert de boog een cirkelvormige beweging langs het trefoppervlak van het omwentelingslichaam uit, waarbij de baan in hoofdzaak in een vlak ligt loodrecht op de omwentelings-30 as. In het tweede geval wordt een cirkelvormige baan beschreven, waarbij het middelpunt van de cirkel eveneens op het manteloppervlak van het omwentelingslichaam gedacht kan worden.

Met de combinatie van bovenstaande werkwijzen kunnen alle denkbare bewegingsrichtingen van het omwentelingslichaam t.o.v. van het magneet-35 veld opwekkende inrichting verwezenlijkt worden.

Hieronder wordt de uitvinding aan de hand van enkele in figuren af-gebeelde uitvoeringsvoorbeelden nader verduidelijkt.

Daarbij tonen: fig. la en lb resp. in zij-aanzicht opengewerkt en in bovenaanzicht 40 in dwarsdoorsnede volgens de lijn Ib-Ib de opstelling van een holle ci- 6700620 «? -3- 1

Under met daarin aangebracht een magneetveld opwekkende inrichting, fig. 2 in projectie een hewegingsbaan van de boog bij een stationaire magneetveld opwekkende inrichting en fig. 3 een andere uitvoering van een in een holle cilinder aange-5 brachte magneetveld opwekkende inrichting.

In fig. 1 is een als holle cilinder mantel uitgevoerd trefoppervlak van een kathode-anode inrichting afgebeeld. Deze holle cilinder 1 is als kathode geschakeld. Bij het treffen van de boog die getrokken wordt tussen deze kathode en een naar wens aan te brengen anode emitteren deel-10 tjes vanaf het trefoppervlak van de holle cilinder naar een te bekleden (niet afgebeeld) substraat. Voor het sturen van de boog langs het katho-de-oppervlak wordt een magneetveld opwekkende inrichting gebruikt. Voor bijzondere uitvoeringen van de magneetveld opwekkende inrichting wordt verwezen naar de op dezelfde dag ingediende Nederlandse octrooiaanvrage 15 NL-A-........ (No. 34385).

Daartoe is een magneetveld opwekkende inrichting 2 aanwezig, die bestaat uit een in het midden liggende pool 3 omgeven door een verlaagd liggend weekijzeren deel omgeven door een pool 4 met polariteit tegenovergesteld aan die van pool 3. I.p.v. deze opstelling kunnen ook verschillende an-20 dere uitvoeringen gebruikt worden, waarbij de in het middenliggende magneet o.a. vervangen kan worden door twee naast elkaar liggende delen*

Door het verplaatsen van de magneetveld opwekkende inrichting 2 t.o.v. de holle cilinder 1 zal de boog een baan beschrijven. In principe kunnen daarbij zowel de cilinder 1 als de magneetveld opwekkende inrichting in 25 de richting evenwijdig aan de as 6 verplaatst worden en een roterende beweging om die as uitvoeren. Indien de magneetveld opwekkende inrichting 2 in tegenstelling tot hetgeen afgebeeld is niet symmetrisch is t.o.v. pool 3 kan deze eveneens roteren om een as loodrecht op as 6.

Het lijkt hier niet zinvol te beschrijven welke van de delen 1 of 2 30 of met welke combinatie en hoe bewogen wordt, omdat slechts de uiteindelijke baan afgelegd door de boog van belang is.

Fig. 2 is een projectie van het mantelvlak van de cilinder. De met doorgetrokken lijn 7 aangegeven baan wordt door de boog doorlopen. De magneetveld opwekkende inrichting, die niet afgebeeld is, omvat een mag-35 neetveld opwekkende inrichting zoals afgebeeld in Fig. 1 maar dan met ovale vorm die met baan 7 overeenkomt. Voor het verkrijgen van baan 7 hoeft geen translatie tussen de cylinder en de magneetveld opwekkende inrichting uitgevoerd te worden. De baan van de boog is met 7 aangegeven. Omdat de cilinder t.o.v. de magneetveld opwekkende inrichting 40 draait, zal het verticale deel van de baan 7 zich steeds over een ander C “7 Λ ** £ O <*' t / U U \ f -4- deel van het cilinderoppervlak uitstrekken. De horizontale boogvormige bovenste en onderste delen 8 worden echter bij draaiing steeds opnieuw doorlopen. Om ersosie te vermijden moet beweging t.o.v. elkaar plaatsvinden. Om het probleem van het verkrijgen van een diep erosiespoor bij 5 die uiteinden 8 van de baan waar omkering van de bewegingsrichting, hier transleren, plaatsvindt, te vermijden, kan de snelheid, waarmee de boog langs baan 7 bewogen wordt, zodanig gevarieërd worden dat bij de punten 8 een hogere snelheid heerst. Daarbij kan de snelheidsverdeling de amplitude van een sinusfunctie omvatten. Het is eveneens mogelijk dat de 10 boog stilstaat en de cilinder een baan beschrijft. Uiteraard ligt combinatie van beide bewegingen, d.w.z. bewegingen van de boog en beweging van de cilinder, binnen het bereik van de onderhavige uitvinding.

In fig. 3 is een uitvoering afgebeeld, waarbij een uit permanente magneten 9 bestaande magneetveld opwekkende inrichting 2, heen en weer 15 bewogen wordt in een holle cilinder. De permanente magneten worden begrensd door weekijzeren delen 10. De bewegingsrichting van de magneetveld opwekkende inrichting is met pijlen 11 aangegeven.

Het door deze magneetveld opwekkende inrichting verkregen veld stuurt de boog cirkelvormig om de mantel 1. Door het in de richting van de pijlen 20 11 bewegen ontstaat een spiraalvormige baan zonder dat de magneetveld opwekkende inrichting ten opzichte van de cylinder 1 gedraaid wordt.

Hoewel de uitvoering hiervoor aan de hand van voorkeursuitvoeringen beschreven is, moet begrepen worden dat daaraan vele wijzigingen aangebracht kunnen worden. Zo is het mogelijk een ongestuurde boog toe te 25 passen en deze met schermmiddelen op een gewenste plaats op het oppervlak van het omwentelingslichaam te houden. Bij een gestuurde boog, d.w.z. bij gebruik van een magneetveld opwekkende inrichting kunnen de uitvoering en plaatsing daarvan binnen brede grenzen gevarieerd worden. Ten eerste kan naast de inwendige magneetveld opwekkende inrichting uit-30 wendig van de cilinder een magneetveld opwekkende inrichting gebruikt worden. Deze kan eventueel zonder inwendige magneetveld opwekkende inrichting gebruikt worden. Ook de uitvoering van de inrichting zelf kan alle in de stand der techniek bekende varianten omvatten.

*»- 'f A f] ( 0 ft

v* i U U v- <u M

Claims

1. Kathode boogverdampingsinrichting, omvattende een trefoppervlak met het te verdampen materiaal, met het kenmerk, dat het trefoppervlak als de mantel van een omwentelingslichaam is uitgevoerd.

2. Kathode boogverdampingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tenminste een hoogsturende magneetveld opwekkende inrichting is aangebracht. 3» Kathode boogverdampingsinrichting volgens conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat de magneetveldop wekkende inrichting een samenstel permanente magneten omvat.

4. Kathode boogverdampingsinrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de magneetveld opwekkende inrichting een samenstel 15 elektromagneten omvat.

5- Kathode boogverdampingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het omwentelingslichaam hol is en in het inwendige daarvan de magneetveld opwekkende inrichting ingebracht 20 kan worden.

6. Kathode boogverdampingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze schermmiddelen omvat.

7. Kathode boogverdampingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het omwentelingslichaam een cilinder omvat.

8· Werkwijze voor het bedrijven van de inrichting volgens een van 30 de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het omwentelingslichaam t.o.v. de magneetveld opwekkende inrichting en/of schermmiddelen geroteerd wordt.

9. Werkwijze voor het uitvoeren van een van de voorgaande conclu-35 sies of conclusie 8, met het kenmerk, dat het omwentelingslichaam ten opzichte van de magneetveld opwekkende inrichting en/of de schermmiddelen getransleerd wordt. €700620 * -διό. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarbij de boog een cyclische baan beschrijft en daarbij steeds langs een in hoofdzaak ander deel van het manteloppervlak en steeds langs een in hoofdzaak zelfde deel van het manteloppervlak loopt, met het kenmerk, dat de bewegingssnelheid van 5 de boog in het in hoofdzaak zelfde deel van het manteloppervlak groter is dan het in hoofdzaak andere deel.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de bewegingssnelheid volgens de amplitude van een sinusfunctie beschreven 10 wordt.

12. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-11, met het kenmerk, dat de rotatie van het omwentelingslichaam in hoofdzaak evenwijdig aan de omwentelingsas daarvan verwezenlijkt wordt. 15

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 8-12, met het kenmerk, dat de magneetveld opwekkende inrichting in hoofdzaak loodrecht om de omwentelingsas van het omwentelingslichaam geroteerd wordt. 8700620