NO842265L - Roterbar paasprutingskatode - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et katodisk påsprutingsapparat, nærmere bestemt en roterbar magnetronkatode.

I US-patentskrift 4.356.073 er en roterbar katode montert

i et evakuerbart beleggingskammer og omfatter et langstrakt sylinderrørformet element roterbart om sin lengdeakse og forsynt med et sjikt av det ønskete beleggsmateriale, som skal påsprutes på stort sett plane underlag mens de beveger seg gjennom beleggingskammeret, påført direkte på deres ytre overflate.

Det er også angitt i patentskriftet at det ved å påføre ulike beleggsmaterialer på forskjellige partier eller segmenter av den ytre overflate av det roterbare rørformete element kan et spesielt, utvalgt beleggsmateriale bringes i påsprutingsposisjon. På denne måte er det mulig å påsprute ulike beleggsmaterialer på underlagene fra en enkelt kilde.

Denne påsprutingsmetode til påspruting av ulike beleggsmaterialer fra den samme klaff (target) har imidlertid visse bestemte begrensninger. Når således et spesielt parti eller seg-ment av beleggsmaterialet er oppbrukt, må katoden fjernes fra beleggingskammeret, dens overflate rengjøres og et nytt beleggsmateriale påføres, hvilket er kostbart og tidkrevende. Under denne periode stiger arbeidskostnadene, samtidig med at katoden taper produktivitet. Det foreligger også risiko for at det nye beleggsmaterialet når det er påført vil overlappe tilstøtende, avvikende beleggsmaterialer. Rengjøringen av katoden er nødvendig på grunn av at beleggsmaterialet ikke tæres regelmessig bort og noe materiale blir igjen etter tømmingen.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en forbedret roterbar magnetronkatode for påspruting av ulike beleggsmaterialer, hvor det oppbrukte beleggsmateriale lett og hurtig kan erstattes med nytt beleggsmateriale av den samme eller en annen type.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en roterbar magnetronkatode som omfatter et langstrakt sylinderrør-formet element med et antall av individuelle klaffstrimler (target strips) borttakbart festet til nevnte rørformete element, hvilke klaffstrimler strekker seg i det rørformete elements aksialretning og er anordnet parallelt i avstand fra hverandre rundt dettes periferi.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en roterbar magnetronkatode montert i det rørformete element, og organ for å rotere det rørformete element for å bringe den eller de utvalgte klaffstrimler i påsprutingsposisjon like overfor magnetorgan.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie et magnetronkatode-påsprutingsapparat, hvor en roterbar katode av ovennevnte type er montert i et evakuerbart beleggingskammer, og hvor det i beleggingskammeret er anordnet organ for å transportere stort sett plane underlag, som skal belegges, forbi den eller de klaffstrimler som befinner seg i påsprutingsposisjon, for å motta materialet som påsprutes fra samme.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et vertikalt lengdesnitt gjennom et beleggingskammer og viser i sideriss en magnetronkatode, som er konstruert i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, montert i kammeret. Fig. 2 viser et enderiss av beleggingskammeret og katoden. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom katoden tatt stort sett etter linjen 3-3 i fig. 1.

På tegningene er katodeaggregatet i sin helhet betegnet med henvisningstall 10. Det er montert horisontalt i et evakuerbart beleggingskammer 11. Beleggingskammeret er stort sett rek-tangulært og er satt sammen av en bunnvegg 12, en øvre vegg 13, motsatte endevegger 14 og 15 samt sidevegger (ikke vist). Den nedre og øvre vegg 12 og 13 er på hensiktsmessig måte forbundet med endeveggene 14 og 15 ved hermetiske pakninger, henholdsvis 16 og 17. Sideveggene er på liknende måte lufttett forbundet med den øvre og nedre vegg samt med endeveggene. Det er anordnet en vakuumpumpe 18 for å evakuere beleggingskammeret 11 inntil det oppnår det ønskete trykk. Er det ønskelig å sprøyte inn gas-ser i kammeret, kan dette gjøres gjennom en rørledning 19 som

styres av en ventil 20.

Katodeaggregatet 10 omfatter et langstrakt, sylinderrør-formet element 21 montert i beleggingskammeret 11 og i det nedre parti av hvilket er montert magnetorgan 22. Det rørformete element 21 består av et passende ikke-magnetisk materiale såsom eksempelvis messing eller rustfritt stål og har en diameter, veggtykkelse og lengde som kreves for den operasjon som skal utføres. Det rørformete element 21 er lukket ved sine motsatte ender ved hjelp av en indre og en ytre endevegg, henholdsvis 23 og 24. Den indre endevegg 23 er lagret ved hjelp av en vuggetapp 25 som opptas i en lagerbukk 26 festet til beleggingskammerets endevegg 14 ved hjelp av maskinskruer eller liknende 26a. Det rørformete element er ved sin ytre ende lagret i en bøssing 27 i beleggingskammerets 11 endevegg 15. Tetningsmuffer 28 og 29 omslutter det rørformete element 21 og er festet til beleggingskammerets endevegg 15 ved hjelp av skruer 30.

Som angitt ovenfor, har det vært vanlig å påføre beleggsmaterialet direkte til det rørformete elements ytre overflate.

I overensstemmelse med denne oppfinnelse er det imidlertid anordnet en flerhet av individuelle klaffstrimler 31, hvor hver strimmel på sin ytterflate er påført et ønsket beleggsmateriale 32 som skal påsprutes. Klaffstrimlene kan ha en hvilken som helst foretrukket bredde og strekke seg i lengderetningen av det rør-formete element i det vesentlige over dettes lengde. Klaffstrimlene er anordnet parallelt i avstand fra hverandre rundt peri-ferien av det rørformete element.

Klaffstrimlene 31 er borttakbart festet til det rørformete element ved hjelp av klemstaver 33 plassert mellom tilstøtende klaffstrimler og fastgjort til det rørformete element med maskinskruer 33a. Klaffstrimlene opptas i fordypninger 34 i det rør-formete element og er langs motsatte sidekanter forsynt med flen-ser 35, hvorved klemstavene 33 er i inngrep, for å holde dem sikkert på plass. Det vil således være innlysende at når beleggsmaterialet på en hvilken som helst klaffstrimmel har blitt oppbrukt, kan strimmelen lett fjernes ved å skrue løs skruene 33a og erstattes av en ny strimmel med nytt beleggsmateriale på en lett og hurtig måte. Beleggingsapparatets drift kan deretter gjenopptas, mens den fjærende strimmel kan rengjøres og påføres nytt beleggsmateriale. På denne måte kan det oppnås en betydelig besparelse når det gjelder tid og kostnader knyttet til driften

av apparatet.

For å sørge for den nødvendige kjøling av katodeaggregatet under drift, er det anordnet en kjølemiddelledning 36, som også er fremstilt av et passende ikke-magnetisk materiale og strekker seg i lengderetningen inne i det nedre parti av det rørformete element 21 og hvorfra magnetorganene 22 er opphengt ved hjelp av hengestropper 27. De indre ender av ledningen 36 er forsynt med en vuggetapp 38 lagret i det rørformete elements endevegg 23.

Det ytre endeparti av kjølemiddelledningen strekker seg gjennom en åpning i endeveggen 24 av det rørformete element 21 og er lukket med en hette 39. Et kjølemedium såsom vann ledes inn i den ytre ende av kjølemiddelledningen 3 6 gjennom et rør 40 og strømmer ut fra samme gjennom åpninger 41 i ledningen. Etter å ha sirkulert gjennom katoden, mates kjølemediet ut fra denne gjennom et rør 42 og over i en beholder eller liknende 43 .

Kjølemiddelledningen 36 fastholdes i en fiksert posisjon, og for dette formål er det anordnet en låsestang 44, som ved sin nedre ende er festet til kjølemiddelledningen og ved sin øvre ende til beleggingskammerets øvre vegg 13 ved hjelp av en stang 45, som passerer gjennom låsestangen 44 og er skrudd inn i beleggingskammerets øvre vegg 13.

Magnetorganene 22 omfatter en rekke U-formete permanentmagneter 45 anordnet i to rette parallelle rader A og B, som strekker seg i lengderetningen inne i det rørformete element 21. Magnetene i de to rader er plassert under en vinkel med hverandre slik som vist i fig. 3 og er festet til kjølemiddellednin-gen ved hjelp av de forannevnte hengestropper 37.

Magnetene 45 strekker seg aksialt over det vesentlige av det rørformete elements lengde og over en begrenset avstand i dettes periferiretning. De ytre ben 4 6 av magnetene i hver av radene av magneter A og B ligger an mot et langsgående, forholds-vis smalt bånd eller strimmel 47 av et passende magnetisk materiale, såsom varmvalset bløtt stål, mens de indre ben 48 av magnetene ligger an mot en liknende magnetisk strimmel eller bånd 49 anbrakt parallelt med strimlene 47.

Magnetene 45 er festet til de magnetiske bånd eller strimler 47 og 49 ved hjelp av skruer, henholdsvis 50 og 51. Den nedre flate 52 av magnetstrimlene 47 og 49 er utformet for å passe til krumningen av innerflaten av de rørformete elementer og er plassert i umiddelbar nærhet av samme. Magnetene er fortrinnsvis anbrakt slik at deres nordpoler står i inngrep med de ytre magnetiske strimler 47 og sydpolene står i inngrep med magnetstrimlene 49. Det skal imidlertid forstås at de viste U-formete permanentmagneter kan erstattes av andre slags permanentmagneter eller til og med av elektromagneter.

Ved å dreie det rørformete element 21 kan den eller de ønskete klaffstrimler bringes i posisjon like overfor magnetene, nemlig i påsprutingsstilling. Rotasjonen, dreiningen eller skift-ningen av det rørformete element kan etter ønske utføres enten automatisk eller manuelt, eksempelvis ved hjelp av en betjenings-spak 53 festet til en ringformet muffe 54, som i sin tur er festet til endeveggen 24 av det rørformete element 21 ved hjelp av skruer 55.

Når det benyttes en rekke U-formete magneter som vist i fig. 3, er det å foretrekke å betrakte klaffstrimlene som tre par a-b, c-d og e-f, hvor hvert par inneholder * et innbyrdes avvikende beleggsmateriale. Hver gang det rørformete element for-flyttes (dreies) vil således ett par klaffstrimler bli brakt i påsprutingsposisjon i forhold til magnetene. Oppfinnelsen omfatter imidlertid et annet arrangement av magneter som vil til-late påspruting fra bare én klaffstrimmel om gangen.

Et katodepotensial som er tilstrekkelig for å iverksette påspruting tilføres det rørformete element 21 fra en likestrøms-kilde (ikke vist) gjennom en elektrisk kontakt 56 koplet til kilden og som har rullende eller glidende kontakt med det rør-formete element. Apparatet kan være jordet på en hvilken som helst passende måte.

De stort sett plane underlag S som skal belegges understøt-tes på og transporteres gjennom beleggingskammeret 10 under katodeaggregatet 11 ved hjelp av et transportorgan innbefattende ruller 57 og 58 fastkilet til en horisontal aksel 59, som er lagret i lagerbukker 60 og 61, som støtter seg på beleggingskammerets nedre vegg.

Claims (11)

1. Roterbar påsprutingskatode (10), omfattende et langstrakt sylinderrørformet element (21) og organ for å rotere det rørfor-mete element, karakterisert ved at klafforgan (31) forsynt med beleggsmateriale som skal påsprutes er borttakbart festet til det rørformete element (21).

2. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 1, karakterisert ved at nevnte klafforgan omfatter en flerhet av individuelle klaffstrimler eller -bånd (31).

3. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 2, karakterisert ved at klaffstrimlene (31) strekker seg i det rørformete elements (21) lengderetning og er anbrakt parallelt i avstand fra hverandre omkring dettes periferi.

4. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 1, karakterisert ved at nevnte klafforgan omfatter en flerhet av individuelle klaffstrimler (31) som strekker seg i det rørformete elements (21) lengderetning og er anbrakt parallelt i avstand fra hverandre rundt dettes omkrets, idet det finnes organ for borttakbar fastgjøring av klaffstrimlene til det rørformete element.

5. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 4, karakterisert ved at nevnte fastgjøringsorgan omfatter klemorgan (33) innskutt mellom tilstøtende klaffstrimler (31) og i inngrep med samme.

6. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 5, karakterisert ved at nevnte klemorgan omfatter klemstaver (33) anbrakt mellom nærliggende klaffstrimler og som har partier, som overlapper og ligger an mot klaffstrimlene, samt innbefatter organ (33a) for å feste klemstavene (33) til det rørformete element (21).

7. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert ved at den innbefatter organ (36) for innvendig kjøling av det rørformete element.

8. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 1 eller 3, karakterisert ved at den innbefatter magnetorgan (22) montert i det rørformete element.

9. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 3, karakterisert ved at den innbefatter magnetorgan (22) montert i det rørformete element (21) og som strekker seg i dettes lengderetning.

10. Roterbar påsprutingskatode i samsvar med krav 6, karakterisert ved at den innbefatter en rekke permanentmagneter montert i det rørformete element og som strekker seg i dettes lengderetning.

11. Magnetronkatode-påsprutingsapparat, omfattende et evakuerbart beleggingskammer (11) og den roterbare katode (10) som angitt i krav 1, karakterisert ved at katoden (10) innbefatter et langstrakt sylinderrørformet element (21) montert horisontalt i kammeret (11), magnetorgan (22) montert i det rørformete element (21), en flerhet av individuelle klaffstrimler (31) forsynt med beleggsmateriale som skal påsprutes og som strekker seg i det rørformete elements (21) lengderetning samt er anbrakt parallelt i avstand fra hverandre rundt dettes periferi, organ (33) for borttakbar fastgjøring av klaffstrimlene til det rørformete element, organ for å rotere det rørformete element omkring dets lengdeakse for å bringe utvalgte klaffstrimler i påsprutingsposisjon like overfor nevnte magnetorgan (22), og organ for å understøtte og transportere underlag som skal belegges horisontalt gjennom beleggingskammeret og under nevnte magnetorgan.