JPH0726201B2 - 均一な消耗特性を持つ陰極装置 - Google Patents
均一な消耗特性を持つ陰極装置Info
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- JPH0726201B2 JPH0726201B2 JP3342527A JP34252791A JPH0726201B2 JP H0726201 B2 JPH0726201 B2 JP H0726201B2 JP 3342527 A JP3342527 A JP 3342527A JP 34252791 A JP34252791 A JP 34252791A JP H0726201 B2 JPH0726201 B2 JP H0726201B2
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- plate
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01J37/32055—Arc discharge
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- H01J37/32532—Electrodes
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-
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Description
【０００１】本発明は，陰極装置が良好な導電性及び熱
伝導性を持つ中間板又は基板に取り付けられる消耗可能
な陰極板を含み，冷却通路が陰極装置を貫通している，
均一な消耗（焼失）特性を持つ陰極装置に関する。
伝導性を持つ中間板又は基板に取り付けられる消耗可能
な陰極板を含み，冷却通路が陰極装置を貫通している，
均一な消耗（焼失）特性を持つ陰極装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような陰極装置は例えば被覆装置に
使用され，被覆として設けられた材料の少なくとも一部
の供給源として役立つ。特に，例えばチタン，クロム，
チタン−アルミニウム，チタン−ジルコンから成るこの
ような陰極は工作物を被覆するために使用される。この
ような被覆装置の運転の際に，陰極はアークを発生させ
るために大電流を供給され，このアークは被覆方法に応
じて磁界により影響を及ぼされる。
使用され，被覆として設けられた材料の少なくとも一部
の供給源として役立つ。特に，例えばチタン，クロム，
チタン−アルミニウム，チタン−ジルコンから成るこの
ような陰極は工作物を被覆するために使用される。この
ような被覆装置の運転の際に，陰極はアークを発生させ
るために大電流を供給され，このアークは被覆方法に応
じて磁界により影響を及ぼされる。
【０００３】従来，公知の被覆方法及び被覆装置では，
陰極において均一な焼失を達成することが問題である。
一般に，陰極は不均一に焼失するので，陰極の有効寿命
は理論的に可能であるより短い。種々の手段，例えば静
磁界，により焼失特性に影響を及ぼそうとする従来の試
みは改善に至らせたが，しかし陰極は個々の範囲におい
て依然としてより一層焼失した。
陰極において均一な焼失を達成することが問題である。
一般に，陰極は不均一に焼失するので，陰極の有効寿命
は理論的に可能であるより短い。種々の手段，例えば静
磁界，により焼失特性に影響を及ぼそうとする従来の試
みは改善に至らせたが，しかし陰極は個々の範囲におい
て依然としてより一層焼失した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，陰極
の，できるだけ均一な焼失が達成できる，面の大きい陰
極装置を提供することである。
の，できるだけ均一な焼失が達成できる，面の大きい陰
極装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，陰極板の電流密度を均一化するため，
複数の給電線が分布して設けられて基板又は中間板に接
続されている。
本発明によれば，陰極板の電流密度を均一化するため，
複数の給電線が分布して設けられて基板又は中間板に接
続されている。
【０００６】
【発明の効果】陰極板の不均一な焼失特性がその電流密
度の不均一な分布に基くらいしことを見出したことが，
本発明の基礎になつている。陰極板，中間板及び基板と
して良導電性の銅又は銅合金又はアルミニウムを使用
し，陰極板と中間板との接触面を平らに加工しても，電
極装置の作動により生ずる熱膨張のため，電気的接触の
よくない局部範囲が生ずる。それにより，ただ１つの給
電線接続個所では，不均一な電流密度が生ずる。これに
対し本発明によれば，複数の給電線が分布して設けられ
て基板又は中間板に接続されているので，陰極板の電流
密度を均一にし，それによりその焼失を均一にすること
ができる。
度の不均一な分布に基くらいしことを見出したことが，
本発明の基礎になつている。陰極板，中間板及び基板と
して良導電性の銅又は銅合金又はアルミニウムを使用
し，陰極板と中間板との接触面を平らに加工しても，電
極装置の作動により生ずる熱膨張のため，電気的接触の
よくない局部範囲が生ずる。それにより，ただ１つの給
電線接続個所では，不均一な電流密度が生ずる。これに
対し本発明によれば，複数の給電線が分布して設けられ
て基板又は中間板に接続されているので，陰極板の電流
密度を均一にし，それによりその焼失を均一にすること
ができる。
【０００７】電流密度を均一化できる，最も簡単な可能
性の１つは，複数の給電線を使用することであり，これ
らの給電線は，陰極装置の互いに間隔を置いた種々の個
所において基板又は中間板と接続される。装置の大きさ
に応じて３つ又はそれ以上の給電線が好ましい。
性の１つは，複数の給電線を使用することであり，これ
らの給電線は，陰極装置の互いに間隔を置いた種々の個
所において基板又は中間板と接続される。装置の大きさ
に応じて３つ又はそれ以上の給電線が好ましい。
【０００８】給電線が，基板又は中間板の面上にほぼ均
一に分布された通電個所に取り付けられる場合は，特に
有利である。
一に分布された通電個所に取り付けられる場合は，特に
有利である。
【０００９】公知の陰極装置は，図面により詳細に説明
されるように，基板及び中間板から成り，この中間板は
銅，銅合金又は他の導電性金属から成りかつ冷却通路は
中間板にＵ字状又は蛇行状に延びている。ここにおい
て，本発明による成果を得るために，中間板が陰極板側
に，なるべく２ないし８ｍｍの肉厚を持つ，連続した壁
を持つており，冷却通路が基板側に配置されかつ基板に
より区画されている場合は，特に有利である。陰極板側
の，連続した壁は，電流分布の均一化に著しく寄与し，
そして更に，陰極板がある個所で完全に消費され又は漏
れが生ずる場合に冷却媒体が被覆装置へ入ることを防止
する。両方の成果は，陰極側に配置された，中間板にあ
る，従来普通の冷却通路では得られなかつた。しかし中
間板の良好な熱伝導性により，被覆装置の外面への冷却
通路の僅かな移動は不利でない。
されるように，基板及び中間板から成り，この中間板は
銅，銅合金又は他の導電性金属から成りかつ冷却通路は
中間板にＵ字状又は蛇行状に延びている。ここにおい
て，本発明による成果を得るために，中間板が陰極板側
に，なるべく２ないし８ｍｍの肉厚を持つ，連続した壁
を持つており，冷却通路が基板側に配置されかつ基板に
より区画されている場合は，特に有利である。陰極板側
の，連続した壁は，電流分布の均一化に著しく寄与し，
そして更に，陰極板がある個所で完全に消費され又は漏
れが生ずる場合に冷却媒体が被覆装置へ入ることを防止
する。両方の成果は，陰極側に配置された，中間板にあ
る，従来普通の冷却通路では得られなかつた。しかし中
間板の良好な熱伝導性により，被覆装置の外面への冷却
通路の僅かな移動は不利でない。
【００１０】通電個所の選択の際に，中間板における冷
却通路の位置を考慮に入れなければならない。これらの
通路は均一な電流分布を妨げるので，通電個所は丁度，
中間板が中実な連絡辺を持ちかつ電流の均一な分布が助
長される所に位置しなければならない。
却通路の位置を考慮に入れなければならない。これらの
通路は均一な電流分布を妨げるので，通電個所は丁度，
中間板が中実な連絡辺を持ちかつ電流の均一な分布が助
長される所に位置しなければならない。
【００１１】経験によれば，焼失は中央範囲におけるよ
り陰極の外側範囲における方が小さかつたから，通電個
所の少なくとも一部は，中間板の，冷却通路により包囲
されていない外側範囲になければならない。
り陰極の外側範囲における方が小さかつたから，通電個
所の少なくとも一部は，中間板の，冷却通路により包囲
されていない外側範囲になければならない。
【００１２】２つの長辺及び２つの短辺を持つ，ほぼ方
形の通常の陰極装置では，少なくとも１つの通電個所が
各短辺の近くに存在しなけれはならない。
形の通常の陰極装置では，少なくとも１つの通電個所が
各短辺の近くに存在しなけれはならない。
【００１３】
【実施例】図面に示されている実施例について本発明を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００１４】装置は基板１と，良好な導電性及び熱伝導
性を持つ，なるべく銅又は銅合金製の，中間板２と，蒸
発させるべき材料，例えばチタン，から成る陰極板３と
から層をなして構成されている。陰極板３は通常のやり
方で，説明されない保持片１７及び陰極保持ねじ１５に
よつて中間板２に平面的に滑らかに接触するように取り
付けられている。中間板２は，陰極板３に接触する，連
続した壁１０を持つておりかつ基板１側において冷却通
路４により遮断されている。ここでは，冷却通路４がＵ
字状に延びておりかつ中央連絡辺９により分離されてい
る。中間仮２に密封溝７が設けられており，この密封溝
の中に密封片８が入つており，この密封片により基板１
と中間仮２との密な結合が達成される。基板１に冷却媒
体流入口５及び冷却媒体流出口６が配置されている。基
板１と中間板２は保持ねじ１１によつて互いに固定的に
結合されている。陰極装置全体は，説明されない枠１８
を介して取付けねじ１４により被覆装置の壁と漏れのな
いようにねじ止めされ得るので，陰極は被覆装置の内部
に位置している。補強リブ１６は装置全体の，必要な形
状安定性を生ぜしめる。
性を持つ，なるべく銅又は銅合金製の，中間板２と，蒸
発させるべき材料，例えばチタン，から成る陰極板３と
から層をなして構成されている。陰極板３は通常のやり
方で，説明されない保持片１７及び陰極保持ねじ１５に
よつて中間板２に平面的に滑らかに接触するように取り
付けられている。中間板２は，陰極板３に接触する，連
続した壁１０を持つておりかつ基板１側において冷却通
路４により遮断されている。ここでは，冷却通路４がＵ
字状に延びておりかつ中央連絡辺９により分離されてい
る。中間仮２に密封溝７が設けられており，この密封溝
の中に密封片８が入つており，この密封片により基板１
と中間仮２との密な結合が達成される。基板１に冷却媒
体流入口５及び冷却媒体流出口６が配置されている。基
板１と中間板２は保持ねじ１１によつて互いに固定的に
結合されている。陰極装置全体は，説明されない枠１８
を介して取付けねじ１４により被覆装置の壁と漏れのな
いようにねじ止めされ得るので，陰極は被覆装置の内部
に位置している。補強リブ１６は装置全体の，必要な形
状安定性を生ぜしめる。
【００１５】陰極装置への給電は給電線１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄを介して行われ，この実施例におい
てこれらの給電線は，組立て費用が減少されるから，保
持ねじ１１の一部に取り付けられている。しかしこれは
必要でないので，別々の取付けも選択され得る。重要な
のは，ここでは部分的に保持ねじ１１と重なる通電個所
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが，装置の面上に均一
に分布されていることである。この湯合，中間板２の，
連続した壁１０が給電の際に僅かな不均一性を十分に補
償することができるにも拘らず，冷却通路の位置に関し
て電流分布が付加的に考慮に入れられなければならな
い。この実施例において，通電個所１２ａ，１２ｄは装
置の短辺の範囲にあり，通電個所１２ｄは，中央連絡辺
９への電流の導入に関して特に有利に配置されている。
通電個所１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはすべて，中
間板２にある，（図２に破線で示された）密封溝７の外
側範囲に位置している。
ｂ，１３ｃ，１３ｄを介して行われ，この実施例におい
てこれらの給電線は，組立て費用が減少されるから，保
持ねじ１１の一部に取り付けられている。しかしこれは
必要でないので，別々の取付けも選択され得る。重要な
のは，ここでは部分的に保持ねじ１１と重なる通電個所
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが，装置の面上に均一
に分布されていることである。この湯合，中間板２の，
連続した壁１０が給電の際に僅かな不均一性を十分に補
償することができるにも拘らず，冷却通路の位置に関し
て電流分布が付加的に考慮に入れられなければならな
い。この実施例において，通電個所１２ａ，１２ｄは装
置の短辺の範囲にあり，通電個所１２ｄは，中央連絡辺
９への電流の導入に関して特に有利に配置されている。
通電個所１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはすべて，中
間板２にある，（図２に破線で示された）密封溝７の外
側範囲に位置している。
【００１６】本発明は，蒸着被覆装置の陰極に特に適し
ているが，しかしこのような適用に限られない。
ているが，しかしこのような適用に限られない。
【図１】（図２及び４のＩ−Ｉ線に沿う）本発明による
陰極装置の縦断面図である。
陰極装置の縦断面図である。
【図２】装置の外面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図であ
る。
る。
【図４】陰極装置の陰極面を内側から見た図である。
１ 基板 ２ 中間板 ３ 陰極板 ４ 冷却通路 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 通電個所 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 給電線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンスーゲールハルト・デーデリヒス ドイツ連邦共和国ケルン80・ヴイヒハイメ ル・シユトラーセ290
Claims (6)
- 【請求項１】 陰極装置が，良好な導電性及び熱伝導性
を持つ中間板（２）又は基板（１）に取り付けられる消
耗可能な陰極板（３）を含み，冷却通路（４）が陰極装
置を貫通しているものにおいて，陰極板（３）の電流密
度を均一化するため，複数の給電線（１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄ）が分布して設けられて基板（１）又は
中間板（２）に接続されていることを特徴とする，均一
な消耗特性を持つ陰極装置。 - 【請求項２】 給電線（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄ）が，基板（１）又は中間板（２）の面上に均一に分
布された通電個所（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）
に取り付けられていることを特徴とする，請求項１に記
載の陰極装置。 - 【請求項３】 中間板（２）が銅又は銅合金から成り，
冷却通路（４）が中間板（２）にＵ字状又は蛇行状に延
び，中間板（２）が陰極板（３）側に連続した壁（１
０）を持ち，冷却通路（４）が基板（１）側に配置され
かつ基板（１）により区画されていることを特徴とす
る，請求項１又は２に記載の陰極装置。 - 【請求項４】 中間板（２）が冷却通路（４）の延び具
合を考慮に入れて電流を供給されるように，通電個所
（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の位置が選ばれて
いることを特徴とする，請求項３に記載の陰極装置。 - 【請求項５】 通電個所（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄ）の少なくとも一部が，冷却通路（４）により包囲
されていない中間板（２）の外側範囲にあることを特徴
とする，請求項４に記載の陰極装置。 - 【請求項６】 陰極板（３）が２つの長辺及び２つの短
辺を持つ長方形をなし，少なくとも１つの通電個所（１
２ａ，１２ｄ）が各短辺の近くに存在することを特徴と
する，請求項１ないし５のうち１つに記載の陰極装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9014857U DE9014857U1 (de) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Großflächige Kathodenanordnung mit gleichmäßigem Abbrandverhalten |
| DE9014857.6 | 1990-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04297570A JPH04297570A (ja) | 1992-10-21 |
| JPH0726201B2 true JPH0726201B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=6858797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3342527A Expired - Lifetime JPH0726201B2 (ja) | 1990-10-26 | 1991-10-25 | 均一な消耗特性を持つ陰極装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5203980A (ja) |
| EP (1) | EP0482541B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0726201B2 (ja) |
| AT (1) | ATE141026T1 (ja) |
| CA (1) | CA2054238A1 (ja) |
| DE (2) | DE9014857U1 (ja) |
Families Citing this family (19)
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|---|---|---|---|---|
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| DE4414470A1 (de) * | 1994-04-26 | 1995-11-02 | Leybold Ag | Zerstäuberkathode |
| US6033483A (en) | 1994-06-30 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | Electrically insulating sealing structure and its method of use in a high vacuum physical vapor deposition apparatus |
| DE4426751A1 (de) * | 1994-07-28 | 1996-02-01 | Leybold Ag | Schwimmende Zentralbefestigung, insbesondere für großflächige Sputterkatoden |
| DE19521419C2 (de) * | 1995-06-14 | 1997-11-27 | Plasma Applikation Mbh Ges | Verdampfereinheit zur Verdampfung von Materialien im elektrischen Vakuumbogen |
| US5985115A (en) | 1997-04-11 | 1999-11-16 | Novellus Systems, Inc. | Internally cooled target assembly for magnetron sputtering |
| US6340415B1 (en) | 1998-01-05 | 2002-01-22 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for enhancing a sputtering target's lifetime |
| US6103074A (en) * | 1998-02-14 | 2000-08-15 | Phygen, Inc. | Cathode arc vapor deposition method and apparatus |
| DE10126985A1 (de) * | 2001-06-05 | 2002-12-12 | Gabriel Herbert M | Anordnung zur Stromzuführung für eine Kathode einer Lichtbogen-Verdampfungsvorrichtung |
| DE10256417A1 (de) * | 2002-12-02 | 2004-06-09 | Pvt Plasma Und Vakuum Technik Gmbh | Lichtbogenverdampfungsvorrichtung |
| KR101202151B1 (ko) * | 2003-09-10 | 2012-11-15 | 외를리콘 솔라 아게, 트뤼프바흐 | 직사각형 대면적 기판 처리용 고주파 플라즈마 반응기의전압 불균일성 보상 방법 |
| DE102006008973B4 (de) * | 2006-02-23 | 2014-09-11 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Kühlbare Trägerplatte für Targets in Vakuumzerstäubungsanlagen |
| CA2577757A1 (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-16 | Sulzer Metco Ag | Target holding apparatus |
| EP1835525A1 (de) * | 2006-03-16 | 2007-09-19 | Sulzer Metco AG (Switzerland) | Targethaltevorrichtung |
| WO2008042128A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-10 | Dow Global Technologies, Inc. | Improved plasma electrode |
| US9153422B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-10-06 | Envaerospace, Inc. | Arc PVD plasma source and method of deposition of nanoimplanted coatings |
| CZ306541B6 (cs) * | 2015-11-27 | 2017-03-01 | Shm, S. R. O. | Cylindrická katoda pro nanášení vrstev metodou PVD |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CH664303A5 (de) * | 1985-04-03 | 1988-02-29 | Balzers Hochvakuum | Haltevorrichtung fuer targets fuer kathodenzerstaeubung. |
| EP0393344A1 (de) * | 1989-04-20 | 1990-10-24 | Balzers Aktiengesellschaft | Haltevorrichtung für Targets von Zerstäubungsquellen und Verfahren zum Festhalten eines Targets in einer Halterung |
-
1990
- 1990-10-26 DE DE9014857U patent/DE9014857U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-21 EP EP91117893A patent/EP0482541B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-21 DE DE59108048T patent/DE59108048D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-21 AT AT91117893T patent/ATE141026T1/de not_active IP Right Cessation
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