專利名稱：用于一個(gè)濺射靶的冷卻背板和由多個(gè)背板組成的濺射靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于一個(gè)濺射靶的冷卻背板，在該背板的正面上可以放置要被濺射的材料，并且在該背板的背面上存在用于冷卻背板的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在US 6,494,999 B1中描述了這樣一種背板。據(jù)此該背板兩部分地構(gòu)成。一個(gè)第一板作為要被濺射材料的支架，這種材料以瓦(Kachel)的形式安置在那里。一個(gè)設(shè)置在所述第一板下面的第二板配有冷卻通道，以便能夠?qū)⒃谶\(yùn)行中在第一板上產(chǎn)生的熱量排出。
由兩個(gè)單獨(dú)板組成的背板由于兩部分的結(jié)構(gòu)具有一定的厚度，但是這是有缺陷的，因?yàn)橥ǔＲ粋€(gè)磁鐵系統(tǒng)位于背板背面，磁鐵系統(tǒng)的磁場(chǎng)線必需穿過(guò)背板，由此在正面之前構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)用于提高濺射率。
此外已知一些結(jié)構(gòu)布置，其中冷卻板安置在一個(gè)支承板上，該支承板裝進(jìn)一個(gè)真空容器的開(kāi)孔中，其中磁鐵系統(tǒng)位于真空容器外部。因此磁場(chǎng)線不是只穿過(guò)背板而且也穿過(guò)支承板。因此重要的是，首先背板不能太厚，使得即使在不太強(qiáng)烈的磁鐵的情況下也可以在背板正面之前建立一個(gè)足夠的磁場(chǎng)。另一方面背板不允許太薄地構(gòu)成，因?yàn)樗糜谧鳛橐粸R射材料的支架，這種材料通常以瓦的形式安置在所述正面上。因此背板要具有一個(gè)足夠的強(qiáng)度。這一點(diǎn)尤其是在背板不是完全平面地平放在支承板上、而是僅僅在邊緣上平放在支承板條上并且能夠使支承板條之間的空間自由承載地過(guò)載的時(shí)候也是有效的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，實(shí)現(xiàn)一個(gè)冷卻的背板，它盡可能薄地構(gòu)成，但是具有足夠的強(qiáng)度。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的本發(fā)明規(guī)定，在背板中至少一個(gè)向著背板的背面敞開(kāi)的槽在一個(gè)冷卻介質(zhì)入口與一個(gè)冷卻介質(zhì)出口之間延伸，該槽被背板的一個(gè)外部框架包圍，并且在框架內(nèi)部延伸至少一個(gè)離開(kāi)框架的板條，該板條相互分隔出兩個(gè)槽部分，并且所述槽的敞開(kāi)側(cè)為了形成一個(gè)在橫截面上封閉的冷卻通道通過(guò)一個(gè)封閉板進(jìn)行封閉，它與框架和板條進(jìn)行焊接。
因此本發(fā)明的構(gòu)思在于，所述冷卻介質(zhì)通道在背板中構(gòu)成，并且因此使這個(gè)冷卻通道同時(shí)用作冷卻板，因此總體上實(shí)現(xiàn)一個(gè)微小的厚度，因?yàn)榭梢苑艞壱粋€(gè)如同上面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所述的兩部分的結(jié)構(gòu)。這樣使背板獲得必需的強(qiáng)度通過(guò)一個(gè)封閉通道的、相對(duì)扁平的封閉板不僅利用其邊緣固定在背板的框架上、而且利用一個(gè)或多個(gè)板條固定在其平面中，所述板條相互地將槽分隔成不同的部分。由此附加地對(duì)于邊緣固定得到多個(gè)分布在背板上的固定線，這總體上使背板加固。
因?yàn)榕c板條的焊縫通過(guò)封閉板本身遮蓋，因此必需使用一個(gè)焊接工藝，其中也可以實(shí)現(xiàn)遮蓋的焊縫。一種所謂的電子射線-焊接(ES-焊接)對(duì)于這個(gè)目的被證實(shí)是有效的。
為了獲得背面的光滑的背板，框架的內(nèi)邊緣具有一個(gè)環(huán)繞的凸肩用于容納封閉板。該凸肩的高度相應(yīng)于封閉板的厚度，因此平放在凸肩上的封閉板與框架沒(méi)有下降的部分平齊地封閉，并因此得到一個(gè)總體上光滑的背面。
為了對(duì)冷卻通道供給冷卻液，在框架內(nèi)存在至少兩個(gè)向著背面敞開(kāi)的凹坑，該凹坑被封閉板遮蓋。在位于凹坑上面的封閉板的部位處構(gòu)成小孔，該小孔用于輸入和排出一種冷卻介質(zhì)。為此使背板這樣放置在上述的支承板上，使小孔與支承板中的相應(yīng)冷卻介質(zhì)孔對(duì)準(zhǔn)。
同樣如上所述，所述背板不是平面地平放在支承板上，而是平放在位于那里的支承板條上。因此所述凹坑位于框架的沒(méi)有下降的部分上，為此所述封閉板具有凸耳，該凸耳位于凹坑上面，并且在其中存在小孔，用于輸入和排出冷卻介質(zhì)。
如上所述，所述背板在一個(gè)濺射設(shè)備中用于安置由要被濺射的材料制成的瓦。安置在背板或支承板后面的磁鐵產(chǎn)生一個(gè)橢圓環(huán)形狀的侵蝕區(qū)，該侵蝕區(qū)也被稱為跑道。在一個(gè)橢圓的圓形區(qū)段中通常具有較高的濺射率，因此在這里優(yōu)選安置較厚的端部瓦。為了盡管如此也使瓦獲得至少一個(gè)平面的上表面，將端部瓦凹陷地布置在背板上。為此背板的正面在一個(gè)端部部位處具有一個(gè)在背板的整個(gè)寬度上延伸的、凹陷的部分。在這里可以使用較厚的端部瓦，其表面與其余的瓦平齊地封閉。
因?yàn)樗鐾卟辉诒嘲宓恼麄€(gè)寬度上遮蓋背板，因此背板的邊緣保持外露并構(gòu)成一個(gè)用于瓦的框架。為了即使在邊緣部位處也具有一個(gè)連續(xù)的平面的表面，在凹陷部位處的邊緣上安置一個(gè)U形的填充薄板，該薄板的厚度相應(yīng)于凹穴的高度。
如上所述，多個(gè)上述類型的分別配有瓦的背板相鄰地固定在一個(gè)支承板上，以便獲得一個(gè)具有相應(yīng)擴(kuò)展冷卻面的較大的濺射靶。因?yàn)槊恳粋€(gè)構(gòu)成濺射靶一個(gè)部分的背板具有一個(gè)自身的冷卻回路，所述可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)有效的冷卻。為了簡(jiǎn)化裝配，相互對(duì)接的支承板的端面配有相應(yīng)的凸肩。所述瓦分別與背板的端面平齊地封閉，在背板上固定瓦，因此瓦在兩個(gè)相鄰裝配的背板上末端地相互對(duì)接。
因?yàn)樗鰹R射靶被劃分成多個(gè)分段，所以能夠?qū)⒎謩e由一個(gè)背板和固定在該背板上的瓦組成的各分段相對(duì)容易地相互分隔和操作，因此可以容易地進(jìn)行維護(hù)和修理工作以及更換消耗的瓦。所述易于分開(kāi)性尤其是這樣實(shí)現(xiàn)的每個(gè)背板具有一個(gè)自身的冷卻回路并因此使冷卻通道在背板中至少不在容器內(nèi)部相互聯(lián)通。此外這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，不必實(shí)現(xiàn)背板的冷卻通道的相互連接。這種連接在給定的工作條件下在一個(gè)容器中在濺射時(shí)只能以較高的費(fèi)用保持密封。因此通過(guò)模塊化結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)大的、將經(jīng)濟(jì)地工作的濺射靶。
如上所述，所述背板-該背板事先在其正面配有瓦-以一個(gè)總體固定在一個(gè)支承板的內(nèi)側(cè)面上，該支承板作為整體裝進(jìn)一個(gè)真空容器的開(kāi)孔中，使得背板位于容器內(nèi)部中。在此所述背板平放在支承板的支承板條上，其中冷卻介質(zhì)的入口和出口位于這些支承板條上。為了將冷卻介質(zhì)輸送到支承板，冷卻介質(zhì)孔穿過(guò)支承板條從支承板的外側(cè)面引導(dǎo)到支承板的內(nèi)側(cè)面，這些冷卻介質(zhì)孔與封閉板中的小孔對(duì)齊。為了密封這個(gè)連接，設(shè)有一個(gè)密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)按照本發(fā)明由兩個(gè)徑向間隔距離的密封環(huán)構(gòu)成，其中在密封環(huán)之間的中間空間通過(guò)一個(gè)排氣孔與背板的外側(cè)面、即與大氣連接。因此位于內(nèi)部的密封環(huán)使冷卻介質(zhì)的進(jìn)入和排出相對(duì)于大氣隔離，而位于外部的密封環(huán)起到在大氣與容器內(nèi)部中的真空之間隔離的作用。因此越過(guò)第一密封環(huán)的冷卻介質(zhì)液體不馬上進(jìn)入真空中，而是進(jìn)入一個(gè)排氣區(qū)中并可以在那里蒸發(fā)，這將降低真空的異物負(fù)荷，因此不需要太大的泵功率。
所述密封環(huán)最好位于支承板上，盡管它們位于背板上也可以達(dá)到同一目的。但是這是有缺陷的，密封環(huán)可能受到在將瓦釬焊到背板正面時(shí)產(chǎn)生的熱量的傷害。


為了表明本發(fā)明的構(gòu)思下面借助于一個(gè)實(shí)施例示出本發(fā)明并在多個(gè)附圖中詳細(xì)描述。附圖示出圖1朝背板的背面觀看，多個(gè)背板的一個(gè)總體的立體分解圖，圖2背板在其端部處的橫截面圖，圖3兩個(gè)背板在其對(duì)接端面上的橫截面圖，圖4朝背板的正面觀看，多個(gè)背板的一個(gè)總體的立體分解圖，圖5冷卻介質(zhì)接頭的一個(gè)橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出一個(gè)濺射靶1，它由多個(gè)相鄰放置的背板2、3、4組成。所述背板2、3、4分別具有一個(gè)矩形的形狀并以其短端面相互對(duì)接，使得兩個(gè)外側(cè)背板2、4設(shè)置在濺射靶1的端部上，而一個(gè)中間的背板3設(shè)置在中間。通過(guò)將對(duì)應(yīng)于中間背板3的其它背板放置在所述兩個(gè)外側(cè)的背板2、4之間，可以任意延長(zhǎng)濺射靶1。原則上所述背板也可以寬于在這里所示的背板，其中相互對(duì)接的端面由背板的長(zhǎng)邊構(gòu)成。
圖1示出從下面、即朝向背板2、3、4的背面的視圖。在每個(gè)背板的背面中銑出一個(gè)蜿蜒的槽5，因此該槽5總體上被一個(gè)框架6包圍。為了使蜿蜒槽5的各個(gè)部分相互分離，構(gòu)成板條7，該板條交替地從一個(gè)或另一個(gè)端面在背板的長(zhǎng)度上延伸。所述框架的內(nèi)側(cè)面配有一個(gè)凸肩8，該凸肩以與板條7的上棱邊相同的高度地延伸。為了封閉槽5、并由此構(gòu)成一個(gè)冷卻通道，可以在框架中加入一個(gè)封閉板9，其中該封閉板9的厚度等于凸肩8的高度，由此得到與框架6平齊的封閉。
為了輸入和排出冷卻水，一個(gè)通入到槽5中的凹坑10分別位于框架6的對(duì)置的縱向部分中，該凹坑被封閉板9上的側(cè)向凸出的凸耳11遮蓋，其中一個(gè)位于凹坑10上面的孔12分別位于凸耳11中。
在背板2、3、4的在這里不可見(jiàn)的正面上釬焊由要被濺射的材料制成的瓦15、16。當(dāng)瓦消耗時(shí)，可以除去剩余部分并替換成新的瓦15、16。
如同圖4所示，所述瓦15、16對(duì)于中間的背板3在其整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，但是在寬度上使邊緣外露。由圖2的橫截面圖也可以看出，所述外側(cè)背板2、4的處于外部的端部臺(tái)階形地向下下降，因此在那里放置較厚的瓦15，它們與鄰接的更扁平的瓦16平齊地被封閉。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，所述外部背板2、4的背面在其端部部位中在整個(gè)寬度上平面地下降。整個(gè)寬度的充分利用易于釬焊較厚的瓦15，因?yàn)橥叩南逻吘壨饴丁榱嗽谕?5、16固定后在其余的邊緣部位處得到一個(gè)平齊的外露邊緣的連接，一個(gè)U形填充薄板17固定在背板2、3、4的正面上，該填充薄板在三個(gè)側(cè)面上包圍所述較厚的瓦15。在圖2中用虛線表示填充薄板17的位置。
圖3示出兩個(gè)背板、例如一個(gè)外部的背板2與中間的背板3之間的過(guò)渡。為了在這里簡(jiǎn)化裝配，對(duì)每個(gè)端面配有一個(gè)凸肩18、18’，它們相應(yīng)地構(gòu)成，其中一個(gè)背板2上的凸起嵌入到另一背板3的一個(gè)凹穴中。
所述裝入的封閉板9通過(guò)一種電子射線焊接工藝不僅環(huán)繞地與框架6的凸肩8焊接，使得所述槽部位被總體上密封，這一點(diǎn)首先對(duì)于形成一個(gè)密封的冷卻通道區(qū)是足夠的；而且還附加地實(shí)現(xiàn)與一個(gè)或多個(gè)板條7的焊接。所述焊接尤其用于加固結(jié)構(gòu)，因此盡管相對(duì)較薄地構(gòu)成背板2、3、4，該背板也可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的扭曲剛度?？梢耘c所有板條7進(jìn)行焊接。也可以只與一個(gè)中間板條7進(jìn)行焊接。
圖5示出一個(gè)這種背板與一個(gè)支承板20的連接，該支承板配有冷卻水孔21，在這里示出其中的一個(gè)。這個(gè)冷卻水孔與一個(gè)封閉板9中的一個(gè)小孔12對(duì)準(zhǔn)。為了密封連接設(shè)置一個(gè)雙重密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)由一個(gè)位于中間的第一密封環(huán)22和一個(gè)徑向位于外部的第二密封環(huán)23組成。在所述密封環(huán)之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形室24，該環(huán)形室通過(guò)一個(gè)排氣孔25與背板20的外側(cè)連接，也就是使環(huán)形室24與大氣連接。所述密封環(huán)22、23位于支承板20內(nèi)側(cè)面上的槽中；在那里也構(gòu)成環(huán)形室24。所述內(nèi)部的環(huán)密封起到一個(gè)相對(duì)于大氣密封冷卻介質(zhì)液體的作用，而外部的密封環(huán)23起到對(duì)于所述環(huán)形室進(jìn)行密封的作用，即，使大氣相對(duì)于真空密封，在支承板20的內(nèi)側(cè)面上在所述容器中產(chǎn)生真空。
附圖標(biāo)記列表1濺射靶2外部的背板3中間的背板4外部的背板5槽6框架7板條8凸肩9封閉板10凹坑11凸耳12孔15較厚的瓦16較薄的瓦17填充薄板18，18’凸肩20支承板21冷卻介質(zhì)孔22密封環(huán)23密封環(huán)24環(huán)形室25排氣孔
權(quán)利要求
1.用于一個(gè)濺射靶的冷卻背板，在該背板的正面上可安置要被濺射的材料并在其背面上存在用于冷卻背板的機(jī)構(gòu)，其特征在于，在背板(2，3，4)中至少一個(gè)向著背板背面敞開(kāi)的槽(5)在一個(gè)冷卻介質(zhì)入口與一個(gè)冷卻介質(zhì)出口之間延伸，該槽(5)被背板(2，3，4)的一個(gè)外框架(6)包圍，并且在框架(6)的內(nèi)部中延伸至少一個(gè)遠(yuǎn)離框架的板條(7)，該板條相互分隔出兩個(gè)槽部分，并且所述槽(5)的敞開(kāi)側(cè)面為了形成一個(gè)在橫截面上封閉的冷卻通道通過(guò)一個(gè)封閉板(9)封閉，該封閉板與框架(6)和板條(7)焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的背板，其特征在于，所述框架(6)的內(nèi)邊緣具有一個(gè)環(huán)繞的凸肩(8)用于容納封閉板(9)，該凸肩的高度相應(yīng)于封閉板(9)的厚度，因此平放在凸肩(8)上的封閉板(9)與框架(6)沒(méi)有下降的部分平齊地封閉。
3.如權(quán)利要求1或2所述的背板，其特征在于，在框架(6)內(nèi)存在至少兩個(gè)向著背面敞開(kāi)的凹坑(10)，該凹坑被封閉板(9)遮蓋，其中在封閉板(9)中存在位于凹坑上面的小孔(12)，該小孔用于輸入和排出冷卻介質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的背板，其特征在于，所述凹坑(10)在框架(8)的沒(méi)有下降的的部分上構(gòu)成，并且所述封閉板(9)具有凸耳(11)，該凸耳位于凹坑(10)上面，并且在其中存在小孔(12)用于輸入和排出冷卻介質(zhì)。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的背板，其特征在于，所述背板(2，3，4)具有一個(gè)矩形的形狀，并且所述背板的正面在一個(gè)邊緣部位處在整個(gè)寬度上相對(duì)于其主要部分凹陷地下降。
6.如權(quán)利要求5所述的背板，其特征在于，在所述凹陷的部位處的邊緣上安置一個(gè)U形填充薄板(17)，其厚度相應(yīng)于凹穴的高度。
7.由多個(gè)如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的背板組成的濺射靶，其特征在于，所述背板可以通過(guò)其端面相互對(duì)接地固定在一個(gè)支承板的支承板條上，其中所述背板(2，3，4)相互對(duì)接的端面配有相應(yīng)的凸肩(18，18’)。
8.在放置在一個(gè)支承板上的背板(2，3，4)，其中所述支承板(20)具有與冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口對(duì)準(zhǔn)的冷卻介質(zhì)孔(21)，并且其中對(duì)于在冷卻介質(zhì)孔(21)與冷卻介質(zhì)入口和出口之間的過(guò)渡部位進(jìn)行密封，其特征在于，每個(gè)密封由徑向間隔距離的密封環(huán)(22，23)組成，在該密封環(huán)之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形室(24)，該環(huán)形室通過(guò)一個(gè)排氣孔(25)與支承板(20)的背離背板(2，3，4)的側(cè)面相連接。
9.如權(quán)利要求8所述的放置在一個(gè)支承板上的背板，其特征在于，所述密封環(huán)(22，23)設(shè)置在支承板(20)的面對(duì)背板(2，3，4)的側(cè)面中。
全文摘要
對(duì)于一種濺射靶系統(tǒng)提出權(quán)利要求，該濺射靶由多個(gè)單獨(dú)地待冷卻的背板(2，3，4)組成。每個(gè)背板(2，3，4，)在其背側(cè)面上配有一個(gè)蜿蜒的槽(5)，該槽被一個(gè)封閉板封閉。該封閉板(9)環(huán)繞地與背板(2)焊接，其中同時(shí)同至少一個(gè)與框架間隔距離的板條(7)進(jìn)行焊接，該板條相互分隔出兩個(gè)槽部分。這樣與背板(3)焊接的封閉板不僅封閉通向一個(gè)冷卻通道的槽，而且也用于加固否則相對(duì)較扁平地構(gòu)成的背板(2)。
文檔編號(hào)F25D17/00GK1776002SQ20051000378
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者J·克雷佩-赫斯塞, A·吉斯齊克, U·舍布勒, H·沃夫 申請(qǐng)人:應(yīng)用菲林股份有限兩合公司