在線可調式磁棒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于可旋轉地承載濺射靶管(200)且用于約束所述濺射靶管內的磁棒的終端模塊(100)。終端模塊(100)包括用于接收磁棒接頭(150)的插孔，其中所述插孔包括信號連接器的第一部分(162)，所述信號連接器的第一部分設置用于從所述磁棒接頭(150)接收信號連接器的第二部分(164)并允許在終端模塊(100)和磁棒(220)之間形成信號連接器。終端模塊適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在終端模塊和磁棒之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。本發(fā)明還提供了一種對應的磁棒，以及一種用于調節(jié)柱狀濺射裝置中的磁棒的磁性構造的方法。
【專利說明】在線可調式磁棒

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在濺射裝置中可旋轉地承載濺射靶的終端模塊。更特別地，本發(fā)明涉及一種適用于在線調節(jié)濺射磁控管中的磁棒的終端模塊，所述濺射磁控管在濺射裝置中與可旋轉的濺射靶一起使用，以用于大面積鍍膜，例如顯示屏鍍膜機、大面積玻璃鍍膜機、真空鍍膜機或相似類型的設備。

【背景技術】
[0002]利用濺射的物理氣相沉積已經變?yōu)橛糜诙ㄖ评绮ＡО寤蛘咂渌麆傂曰蛉嵝圆牧系男再|的標準技術。“濺射”是指利用帶正電荷的離子從濺射靶彈道式彈射出鍍膜材料原子，所述帶正電荷的離子(通常是氬離子)被指向帶負電荷的濺射靶的電場加速。正離子通過低壓氣相中的碰撞電離而形成。彈射出的原子撞擊在要鍍膜的基板上，在此形成致密的、附著良好的鍍膜。
[0003]利用磁場將形成離子的氣體電離限定在濺射靶的表面附近，所述磁場從濺射靶表面的后方生成并且在濺射靶表面處表現(xiàn)為弧形、閉環(huán)的磁道。在操作期間，電子沿這些磁場線來回彈跳，同時閉環(huán)向下漂移，由此提高氣體原子的碰撞電離的幾率。在濺射靶的表面處形成等離子體發(fā)光的閉環(huán)“軌道”。
[0004]在人們想要使用柱狀的旋轉濺射靶來代替更容易實現(xiàn)的平面靜止濺射靶時，工藝上仍然存在挑戰(zhàn)。在使用平面的靜止濺射靶時，冷卻劑的供應(由于正離子的碰撞會加熱濺射靶，因此必須對濺射靶進行冷卻)和電能的供應可以針對固定的濺射靶組件完成。在使用旋轉的濺射靶時，冷卻劑和電能必須適應旋轉同時保持真空的完整性。但是，由于旋轉濺射靶與平面濺射靶相比能夠承載大大增多的可用濺射靶材儲備，因此在這方面的挑戰(zhàn)上取得成功的收益也值得為之付出努力。而且，可旋轉的濺射靶與對應的平面濺射靶相比更不容易形成電弧。這些優(yōu)點在基板沿著垂直于濺射靶的軸線的方向經過細長的柱狀濺射靶的嵌入式鍍膜機中體現(xiàn)地特別明顯。為了保持基板上均勻的鍍層厚度，需要在濺射靶的長度上保持均勻的濺射靶材的濺射速率。
[0005]所面對的工藝問題之一是必須在濺射靶中包含磁場發(fā)生器。取向為指向待鍍膜基板的磁場發(fā)生器通常在柱狀濺射靶于其前方旋轉時被保持靜止。基于鐵釹硼(Fe-Nd-B)合金或鈷釤(Co-Sm)合金的高性能永磁體被用于生成磁場。因為平行于濺射靶表面的磁場分量確定了電子在等離子體中的范圍，所以重要的是沿管的長度控制該分量。不幸的是，該分量的(以特斯拉為單位的)磁感應強度通常至少隨著到磁場發(fā)生器的距離的平方而下降，并且因此對磁場發(fā)生器相對于濺射靶表面的位置非常敏感。濺射靶表面和磁場發(fā)生器之間的距離因此必須得到很好地控制，否則等離子體就將表現(xiàn)出局部的強度變化，這種局部的強度變化相應地能夠導致基板上的不均勻的鍍膜輪廓。
[0006]W02009/138348公開了一種關于控制濺射靶表面和磁場發(fā)生器之間的距離的技術問題的解決方案:磁場發(fā)生器的可調節(jié)安裝使得可以調節(jié)磁場發(fā)生器和管的外壁之間的距離。在這篇公開文獻中，通過分布在管的長度上的離散支撐件來實現(xiàn)磁場發(fā)生器相對于管外壁的距離的調節(jié)，這些離散的支撐件可以根據需要而加工得比較長或比較短。機械系統(tǒng)可以用于這方面，例如在保持支撐件就位的螺釘上引入墊片或墊圈以增加支撐件的總體長度，或者在支撐件中引入調節(jié)螺釘，在此擰入的螺釘被螺接固定地連接至管同時螺釘的末端通過連接至發(fā)生器的、能夠在其中自由轉動的保持件來軸向保持。
[0007]上述公開文獻給出的教導的缺點在于必須打開磁控管，因此為了允許調節(jié)就必須去除真空，并且在完成調節(jié)之后還必須要重新施加真空。這是非常耗時的。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的實施例的目標是提供一種即使在惡劣環(huán)境中也允許在濺射裝置的終端模塊和磁棒之間信號傳輸的好方法和好設備。本發(fā)明實現(xiàn)了在濺射期間在線調節(jié)濺射裝置中的磁場強度且無需從濺射裝置中去除真空的可行方案。
[0009]上述目標通過根據本發(fā)明實施例的方法和設備實現(xiàn)。
[0010]在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于可旋轉地承載濺射靶管且用于約束濺射靶管內的磁棒的終端模塊。終端模塊包括用于接收磁棒接頭的插孔。插孔包括信號連接器的第一部分，信號連接器的第一部分設置用于從所述磁棒接頭接收信號連接器的第二部分并允許形成終端模塊和磁棒之間的信號連接器。信號連接器例如可以一旦組裝磁棒與終端模塊就自動形成。
[0011]根據本發(fā)明實施例的終端模塊適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場(例如具有在0.5kff到250kW之間的功率和/或具有在OkHz到350kHz范圍內的頻率)而退化、損壞或者受到在終端模塊和磁棒之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。本發(fā)明的該第一方面的實施例的優(yōu)點在于信號例如電信號、光信號、氣動或液壓信號可以從終端模塊向磁棒傳輸或相反且不會破壞信號傳輸的完整性。信號連接器的第一部分可以根據傳輸信號的類型來選擇，因此適用于傳輸該類型的信號。所傳輸的信號可以是數據信號或功率信號或組合的數據/功率信號。所傳輸的信號，無論是數據信號還是功率信號，可以是未計劃用于保持濺射沉積過程的信號。
[0012]電信號可以被提供作為用于實現(xiàn)信號連接器的數據傳輸和/或功率傳輸的優(yōu)選解決方案。信號連接器在此情況下可以被實施為純電阻且低電阻的直接接觸式連接器。但是，也可以使用電容耦合或者甚至是電感耦合，并且可以克服與電腐蝕或化學腐蝕相關的一些問題。
[0013]保護裝置本身例如可以通過材料選擇或者僅在一旦連接終端模塊和磁棒時例如在形成封裝的情況下提供。
[0014]在本發(fā)明的實施例中，保護裝置包括信號連接器的第一部分，信號連接器的第一部分至少在其外表面包括無腐蝕性材料或由無腐蝕性材料構成,無腐蝕性材料包括例如銀或金或鍍鎳材料或者由這些材料構成。保護裝置可以進一步地由導電材料制成。選擇用于信號連接器的導電且無腐蝕性的材料以允許信號連接器自身，更特別地是其表面質量，至少較小地且優(yōu)選地不會由于電化學過程例如電腐蝕而退化。這就允許在高度腐蝕性的環(huán)境中以可靠的方式傳輸信號例如電信號，高度腐蝕性的環(huán)境由例如承受高能量場的冷卻流體形成，高能量場具有例如在0.5kff到250kW之間的高功率和/或直流、脈沖直流或中頻交流的頻率(例如范圍是從OkHz到350kHz)。
[0015]可選地或優(yōu)選地，保護裝置可以包括一旦在終端模塊中的第一部分接收磁棒的第二部分就圍繞信號連接器形成的封裝，從而獲得封閉式的連接器。為此，終端模塊可以設有圍繞連接器形成的一部分例如約一半的封裝。磁棒特別是例如磁棒接頭可以相應地設有對應的封裝配合部分。封裝可以具有多種實施方式，例如是不漏流體譬如不漏水的鎖定管、一旦安裝磁棒即被封閉的彈簧加載式O形環(huán)、或任意其他合適類型的密封接頭。
[0016]所形成的封裝可以生成法拉第籠從而使封裝的連接器屏蔽電場，和/或可以由具有高磁導率的材料制成從而使封裝的連接器屏蔽磁場。
[0017]在本發(fā)明的可選實施例中，終端模塊的保護裝置可以包括犧牲且可更換的陽極。在信號連接器上出現(xiàn)任何的電化學侵蝕之前，陽極材料可以通過在終端模塊構成其一部分的濺射裝置的操作期間的電腐蝕進行消耗。
[0018]根據本發(fā)明實施例的終端模塊由于其允許形成用于從終端模塊到磁棒或相反地傳輸信號的信號連接器，從而在允許其他方面準確無誤的同時獲得了信號傳輸的完整性。
[0019]信號連接器的第一部分可以部分地或完全地浸沒在冷卻流體中。該冷卻流體可以承受具有的功率在0.5kff到250kW之間的信號。冷卻流體可以承受具有在OkHz到350kHz范圍內的頻率的信號。保護裝置允許信號連接器屏蔽冷卻流體周圍的功率和頻率，使得傳輸的信號至少較小地且優(yōu)選地不會由于冷卻流體中的能量場而失真。
[0020]信號連接器的第一部分可以是插頭或插座，適用于與在所述磁棒接頭上的、作為所述信號連接器的第二部分的對應插座或插頭相配合。這樣的插頭和插座的構造一旦將終端模塊和磁棒彼此連接就實現(xiàn)自動形成的信號連接器。
[0021]根據本發(fā)明的實施例，插孔可以包括鎖定管，其中信號連接器的第一部分軸向地設置在鎖定管中。該軸向凸部可以與磁棒中對應的配合部分相接合。可選地，插孔可以包括鎖定管，其中信號連接器的第一部分是例如設置在鎖定管中的徑向向內凸出的凸部。插孔中的這種凸部可以適用于與磁棒接頭中對應的凹部相接合。然而可選地，插孔可以包括鎖定管，其中信號連接器的第一部分是鎖定管中的內槽，適用于接收所述磁棒接頭上的配合的凸起。鎖定管中的凹槽可以設有彈簧元件，彈簧元件可選地可以是導電的彈簧元件，以用于在信號連接器的第一部分和信號連接器的第二部分之間提供更好的接觸。
[0022]根據本發(fā)明的實施例，信號連接器的第一部分可以是電連接器、光學連接器、氣動連接器或液壓連接器中的任何一種的一部分。
[0023]在第二方面，本發(fā)明提供了一種用于引入濺射裝置的柱狀濺射靶管中的磁棒。磁棒包括用于裝配至末端模塊插孔的磁棒接頭。磁棒接頭包括信號連接器的第二部分，信號連接器的第二部分設置成使得在將磁棒裝配至終端模塊時，形成用于在終端模塊和磁棒之間傳輸信號的信號連接器，例如一旦在終端模塊和磁棒之間形成連接就自動形成信號連接器。磁棒適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在磁棒和終端模塊之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。信號連接器可以用于傳輸作為數據信號和/或功率信號的信號，所述信號未計劃用于保持濺射沉積過程。
[0024]在本發(fā)明的實施例中，信號連接器的第二部分可以是電連接器、光學連接器、氣動連接器或液壓連接器中的任何一種的一部分。
[0025]連接器的第二部分是選定的類型(電連接器、光學連接器、氣動連接器、液壓連接器)，從而與終端模塊中的連接器的第一部分的類型相配合。
[0026]保護裝置本身例如可以在材料選擇的情況下或者僅在一旦連接磁棒與終端模塊時例如在形成保護封裝的情況下提供。
[0027]在本發(fā)明的實施例中，保護裝置包括信號連接器的第二部分，所述信號連接器的第二部分至少在其外表面包括無腐蝕性的材料或者由無腐蝕性的材料構成。這樣的無腐蝕性材料可以包括銀、金或鎳，但本發(fā)明并不局限于此。無腐蝕性材料例如可以是在信號連接器的第二部分的表面上的鍍鎳層。信號連接器的第二部分還可以由導電材料制成。選擇用于信號連接器(或其外表面)的導電且無腐蝕性的材料以允許信號連接器自身，更特別地是其表面質量，至少較小地且優(yōu)選地不會由于電化學過程例如電腐蝕而退化。這就允許在高度腐蝕性的環(huán)境中以可靠的方式傳輸信號例如電信號，高度腐蝕性的環(huán)境由例如承受高能量場的冷卻流體形成，高能量場具有例如在0.5kff到250kW之間的高功率和/或直流、脈沖直流或中頻交流的頻率(例如范圍是從OkHz到350kHz)。
[0028]可選地或優(yōu)選地，根據本發(fā)明的實施例，保護裝置可以包括一旦第二部分被裝配到第一部分中就圍繞信號連接器形成的封裝，從而獲得封裝式的連接器。為此，磁棒可以設有圍繞連接器形成的一部分例如約一半的封裝。終端模塊可以相應地設有對應的封裝配合部分。封裝可以具有多種實施方式，例如是不漏流體譬如不漏水的鎖定管、一旦在終端模塊上安裝磁棒即被封裝的彈簧加載式O形環(huán)、或任意其他合適類型的密封接頭。
[0029]所形成的封裝可以生成法拉第籠從而使封裝的連接器屏蔽電場，和/或可以由具有高磁導率的材料制成從而使封裝的連接器屏蔽磁場。
[0030]在本發(fā)明的可選實施例中，磁棒的保護裝置可以包括犧牲且可更換的陽極。在信號連接器上出現(xiàn)任何的電化學侵蝕之前，陽極材料可以通過在磁棒構成其一部分的濺射裝置操作期間的電腐蝕進行消耗。
[0031]根據本發(fā)明實施例的磁棒由于其允許形成用于從終端模塊到磁棒或相反地傳輸信號的信號連接器，從而獲得了信號傳輸的完整性，還允許在濺射期間準確地在線調節(jié)濺射裝置中的磁場強度且無需從濺射裝置中去除真空。
[0032]信號連接器的第二部分可以部分地或完全地浸沒在冷卻流體中。該冷卻流體可以承受具有的功率在0.5kff到250kW之間的信號。冷卻流體可以承受具有在OkHz到350kHz范圍內的頻率的信號。保護裝置允許信號連接器屏蔽冷卻流體周圍的功率和頻率，使得傳輸的信號至少較小地且優(yōu)選地不會由于冷卻流體中的能量場而失真。
[0033]信號連接器的第二部分可以是插頭或插座，適用于與在信號連接器的第一部分上的對應插座或插頭相配合。這樣的插頭和插座的構造一旦將終端模塊和磁棒彼此連接就實現(xiàn)自動形成的信號連接器。
[0034]在根據本發(fā)明實施例的磁棒中，信號連接器的第二部分可以例如軸向地設置在磁棒接頭內或磁棒接頭上。該第二部分可以與終端模塊中對應的配合部分相接合。在特定的實施例中，信號連接器的第二部分可以是設置在磁棒接頭上的凸部，例如是徑向向外凸出的凸部。磁棒接頭上的這種凸部可以適用于與終端模塊插孔中用于接收磁棒接頭的對應的凹部相接合。然而可選地，信號連接器的第二部分可以是磁棒接頭中的凹槽，適用于接收在其上連接磁棒的終端模塊中的配合凸起。在凸部和凹部起作用的兩個實施例中，這樣的凸部和凹部在提供磁棒和終端模塊之間的信號連接器的同時，還提供了用于約束磁棒例如用于可旋轉地約束磁棒的特征。
[0035]在信號連接器的第二部分是磁棒連接器上或磁棒連接器內的凸部的特定情況下，信號連接器的第二部分可以是軸向地或徑向地導電的部分。這樣的信號連接器的第二部分可以與磁棒接頭絕緣。
[0036]根據本發(fā)明實施例的磁棒還可以包括磁體構造和用于調節(jié)所述磁體構造的位置的驅動機構。驅動機構可以適用于由功率信號驅動和/或根據經由信號連接器接收的數據信號驅動。
[0037]根據本發(fā)明實施例的磁棒可以進一步包括傳感器，所述傳感器用于生成表示磁性構造的位置或磁性構造的磁場強度的傳感器信號且適用于向終端模塊傳輸所述傳感器信號。
[0038]根據本發(fā)明第一方面的實施例的終端模塊或根據本發(fā)明第二方面的實施例的磁棒可以適用于傳輸計劃用于給磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)供電或者控制磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)的信號，所述磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)是磁棒的一部分。有利地，功率信號和/或數據信號可以在高功率的電流傳導元件中獨立地提供。
[0039]在第三方面，本發(fā)明提供了一種用于調節(jié)柱狀濺射裝置中的磁棒的磁性構造的方法。所述方法包括從終端模塊向磁棒或者從磁棒向終端模塊傳輸承載數據和/或功率的、用于調節(jié)所述磁性構造的信號。根據本發(fā)明的實施例傳輸的信號不同于為了保持濺射靶的旋轉運動而傳輸的信號。
[0040]傳輸信號可以包括傳輸承載數據的信號以用于調節(jié)磁棒的磁性構造。可選地或優(yōu)選地，傳輸信號可以包括傳輸用于給磁場調控或發(fā)生系統(tǒng)或傳感器系統(tǒng)提供能量的信號，所述磁場調控或發(fā)生系統(tǒng)用于調節(jié)磁棒的磁性構造的位置或磁場強度。
[0041 ] 在根據本發(fā)明的方法的特定實施例中，傳輸信號可以包括從磁棒向終端模塊傳輸包括傳感器數據的信號。
[0042]本發(fā)明的實施例有利地允許在高度腐蝕性和/或高能的環(huán)境中在終端模塊和磁棒之間傳輸功率信號和/或數據信號且不會破壞信號傳輸的完整性。
[0043]本發(fā)明的實施例有利地提供了節(jié)約時間的方法和設備。
[0044]本發(fā)明的實施例與現(xiàn)有技術中的解決方案相比有利地降低了操作成本。
[0045]本發(fā)明的實施例的優(yōu)點在于:通過根據本發(fā)明實施例的濺射裝置可以給出更好的產品。這可以是由于以下事實:根據本發(fā)明的實施例，只要注意好濺射層中的偏差，反應時間即可大大加快。
[0046]本發(fā)明的實施例的附加優(yōu)點在于:通過根據本發(fā)明實施例的濺射裝置，優(yōu)化的結構可以輕易和快速地復制到濺射裝置的其他部分。這可以是由于以下事實:根據本發(fā)明的實施例，可以給出關于磁性系統(tǒng)的確切定位的反饋數據，以允許復制到濺射裝置中的其他磁控管。
[0047]在所附的獨立權利要求和從屬權利要求中列舉了本發(fā)明的特定和優(yōu)選的方面。從屬權利要求中的特征可以與獨立權利要求中的特征以及其他從屬權利要求中的特征適當地組合而不僅僅是像權利要求中明確描述的那樣。
[0048]為了概述本發(fā)明及其與現(xiàn)有技術相比所實現(xiàn)的優(yōu)點，已經在前文中介紹了本發(fā)明的一些目標和優(yōu)點。當然，應該理解并非根據本發(fā)明的任何特定實施例都可以實現(xiàn)所有的這些目標或優(yōu)點。因此，例如，本領域技術人員應該意識到本發(fā)明可以用實現(xiàn)或優(yōu)化在本文中教導的一個優(yōu)點或一組優(yōu)點的方式實施或實現(xiàn)而不必實現(xiàn)可由本文所教導或建議的其他的目標或優(yōu)點。
[0049]本發(fā)明的各個方面將參照以下介紹的實施例來進行闡述并變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]現(xiàn)參照附圖通過示例進一步介紹本發(fā)明，在附圖中:
[0051]圖1是根據本發(fā)明實施例的終端模塊、根據本發(fā)明實施例的磁棒和濺射靶管的局部分解圖。
[0052]圖2是圖1中所示部件的組件的示意圖。
[0053]圖3是根據本發(fā)明實施例用于插入終端模塊中的磁棒耦合件的示意圖。
[0054]圖4是圖3中的磁棒和終端模塊的組件的一部分的示意圖。
[0055]附圖僅僅是示意性而非限制性的。在附圖中，為了圖解的目的，部分元件的尺寸可能有所擴大且并非按比例繪制。尺寸和相對尺寸不是必然對應于實踐本發(fā)明的實際縮放。
[0056]權利要求中的任何附圖標記都不應解讀為對保護范圍的限制。
[0057]在不同的附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的元件。

【具體實施方式】
[0058]將參照特定的實施例和參照某些附圖來介紹本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此，而是僅由權利要求來限定。
[0059]說明書和權利要求書中的術語第一、第二等用于在類似的元件之間加以區(qū)分而并不是必然地用于描述時間、空間、等級或任何其他方面的順序。應該理解這樣使用的術語在適當的情況下是可以互換的，并且本文中介紹的本發(fā)明的實施例能夠用不同于本文中所介紹或圖解的其他順序進行操作。
[0060]此外，說明書和權利要求書中的術語上方、下方等是用于說明而并不是必然地用于描述絕對位置。應該理解這樣使用的術語在適當的情況下是可以互換的，并且本文中介紹的本發(fā)明的實施例能夠用不同于本文中所介紹或圖解的其他取向進行操作。
[0061]要注意的是權利要求中所使用的術語“包括”不應解讀成限制為隨后所列舉的方式，其并不排除其他的元件或步驟。因此應將其解讀為明確了所提及的特征、整體、步驟或部件的存在，而并不排除存在或附加有一個或多個另外的特征、整體、步驟或部件或其組合。因此，表述“一種設備，包括裝置A和B”的范圍不應限制為設備僅由部件A和B構成。這意味著相對于本發(fā)明而言，設備中相關的部件只有A和B。
[0062]本說明書中提及的“一個實施例”或“一實施例”是指結合實施例介紹的特定特征、結構或特性被包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在說明書中的不同場合出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”并不是必然全都表不同一個實施例，而是可以表示同一個實施例。此外，特定的特征、結構或特性可以用任意合適的方式在一個或多個實施例中加以組合，正如對于本公開所述領域的普通技術人員來說顯而易見的那樣。
[0063]類似地，應該意識到在本發(fā)明示范性實施例的說明當中，本發(fā)明的各種特征有時在單一的實施例、附圖或其說明中為了簡化公開內容并有助于理解一方面或多方面不同的
【發(fā)明內容】
而被組合在一起。但是，這種公開方法不應被解讀為反應了主張的發(fā)明要求與在每一項權利要求中明確應用的內容相比還需要更多特征的含義。相反，正如所附權利要求反映的那樣，本發(fā)明的主題內容表現(xiàn)為少于單個先前公開的實施例中的所有特征。因此，以下詳細說明所附的權利要求在此明確地并入【具體實施方式】部分，其中每一個權利要求自身都作為本發(fā)明的一個單獨的實施例。
[0064]此外，盡管本文介紹的某些實施例包括在其他的實施例中所包含的部分但非全部的特征，但是不同實施例的特征組合都應落在本發(fā)明的范圍內且構成不同的實施例，正如本領域技術人員應該理解的那樣。例如，在所附的權利要求中，任何一個要求保護的實施例都能夠以任意的組合來使用。
[0065]應該注意的是在描述本發(fā)明的某些特征或方面時使用的特定術語不應理解為表示將在本文中重新定義的術語限定為包括與該術語相關聯(lián)的本發(fā)明的特征或內容中的任何特定特征。
[0066]在本發(fā)明的語境中，“終端模塊”是一種包括以下裝置中的至少一種且優(yōu)選地包括多種的設備:
[0067]-用于機械地支撐或軸向對準濺射靶管和磁棒的機械支撐系統(tǒng)。濺射靶管可以被保持為可旋轉的。定位在濺射靶內的磁棒在濺射靶管圍繞其轉動時被保持在靜止的位置。
[0068]-用于使濺射靶管旋轉的驅動系統(tǒng)。這可以通過耐磨齒輪系統(tǒng)、圓柱齒輪-齒輪系統(tǒng)、錐形齒輪-齒輪錯軸系統(tǒng)、傳送帶系統(tǒng)或本領域內已知用于使濺射靶旋轉的任何其他的裝置來實現(xiàn)。
[0069]-用于提供冷卻劑流入濺射靶管或從濺射靶管排出的流量例如恒定流量的流量系統(tǒng)。冷卻流體收集器可以連接至濺射靶管內部或磁棒的一部分以提供冷卻劑的流量。
[0070]-軸承組件。根據濺射靶的重量可能需要多于一個軸承。本領域技術人員很容易從多種不用的已知類型中選擇合適的軸承類型，例如滾珠軸承、滾柱軸承、滑動軸承、止推軸承或現(xiàn)有技術中已知的任何其他類型的軸承。
[0071]-用于向濺射靶提供電流的可旋轉電接觸件。這可以通過裝有電刷的、與整流器夾環(huán)滑動接觸的電動整流器來實現(xiàn)。除了電刷-夾環(huán)裝置以外，還可以使用彼此滑動抵靠的兩個環(huán)，或者可以使用導電帶型的連接例如金屬帶。
[0072]-多個可旋轉的冷卻劑密封件。這些冷卻劑密封件確保冷卻劑不會在終端模塊的固定部件和可旋轉部件彼此相對轉動時漏入終端模塊或更糟地漏入真空裝置中。為了降低該風險，多個冷卻劑密封件可以級聯(lián)式地引入。通常，唇緣密封件由于其在本領域內已公知而被用作冷卻劑密封件。但是，也不排除其他類型的密封件，例如而非窮舉的有機械面式密封件或迷宮式密封件。
[0073]-多個可旋轉的真空密封件。這些真空密封件在終端模塊的固定部件和旋轉部件彼此相對轉動時確保真空的完整性。為了降低真空漏氣的風險，級聯(lián)的一系列真空密封件漸進地保護真空是特別有利的。已知有多種不同的密封件，其中唇緣密封件最為常用，不過當然也可以使用其他類型的新式密封件例如鐵磁流體式密封件。
[0074]通過終端模塊即可將旋轉運動、電流和/或冷卻劑輸送至濺射靶?？梢瞥难b置例如濺射靶管或可移除的磁棒被認為不屬于終端模塊。
[0075]在本發(fā)明的語境中，“磁棒”應理解為插入濺射靶管內的裝置，并且其一個或兩個終端模塊保持在通常相對于終端模塊固定的位置。磁棒至少包括磁場發(fā)生器。
[0076]在本發(fā)明的語境中，信號連接器應理解為一個或多個控制單元的配合系統(tǒng)，其允許在兩裝置之間例如在終端模塊和磁棒之間傳輸至少一種信號。
[0077]在本文提供的說明中列舉了很多具體的細節(jié)內容。但是應該理解無需這些具體細節(jié)即可實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。在另一些情況下，并未詳細示出公知的方法、結構和技術以避免混淆對本說明書的理解。
[0078]在終端模塊和磁棒的內部電路之間的信號傳輸例如功率和/或數據傳輸可行時，相應地即可提供用于控制磁棒的磁性質的裝置來幫助獲得基底表面上均勻的鍍膜厚度。完成例如在拆除磁棒時應該能夠斷開的能量連接可以通過連接器系統(tǒng)來實現(xiàn)。為此，可以找到很多制造商提供能夠在實現(xiàn)該任務時使用的連接器-接插系統(tǒng)。但是，實際上，可商用的系統(tǒng)的選擇并不是這樣顯而易見的。在以下的段落中對此進行說明。
[0079]工業(yè)磁控管濺射技術已經應用了超過20年的、很長的一段時間。可以找到很多制造商，并且每一家都開發(fā)了其專有類型的終端模塊。這些終端模塊能夠彼此兼容，這就意味著來自第一家制造商的濺射靶能夠安裝在第二家制造商的終端模塊上。終端模塊也是非常昂貴的部件，并且其中的一部分可以存在于工業(yè)鍍膜機生產線中。實際上，因為終端模塊的安裝基礎，所以需要每一個現(xiàn)有的終端模塊都裝備能夠執(zhí)行磁場性質遠程控制的磁棒組件。這就意味著需要在現(xiàn)有的終端模塊的范圍內能夠在終端模塊中實現(xiàn)對磁棒的信號連接例如能量連接。一定的修改是允許的，但是這些修改不應該涉及到終端模塊的主要功能的根本性的重新設計(參見如上所述的功能)。
[0080]本發(fā)明的實施例提供了一種終端模塊，其設置有信號連接器的第一部分，信號連接器的第一部分設置用于從磁棒接頭接收信號連接器的第二部分并允許形成終端模塊和磁棒之間的信號連接。本發(fā)明的另一些實施例提供了一種磁棒，其設置有信號連接器的第二部分，以使得在將磁棒裝配至終端模塊時，在終端模塊和磁棒之間形成用于傳輸信號的信號連接。根據本發(fā)明的實施例，終端模塊和磁棒適用于為形成的信號連接提供保護裝置，以用于保護信號連接避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在終端模塊和磁棒之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。
[0081]根據本發(fā)明實施例的能量連接的一種性質是能夠以簡單的方式斷開。鑒于在實際的陰極中將磁棒和濺射靶安裝到終端模塊上的方式，這一點是有利的。發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)使用直接連接和絕緣的能量線實際上是一種無法接受的解決方案，原因在于每一次都要切斷線路。因此，根據本發(fā)明的實施例，所使用的連接器系統(tǒng)針對磁棒組件中的設備給出了功率信號和/或數據信號的可靠連接。
[0082]在本發(fā)明的實施例中，能量連接可以在為磁棒提供新的冷卻液體的冷卻液體通道中實現(xiàn)。這就允許重新使用現(xiàn)有的終端模塊。在冷卻液體通道中實現(xiàn)能量連接包括將連接器系統(tǒng)安置在該冷卻液體通道中，所述連接器系統(tǒng)適用于連接到固定的插頭上，所述插頭通過冷卻液體的封閉連接而安裝到磁棒支架的結構壁上。這種解決方案從機械的角度看是可行的。
[0083]本發(fā)明的實施例中使用的連接器系統(tǒng)具有以下的特征和優(yōu)點:
[0084]1、連接在將磁棒接頭插入終端模塊時自動形成。為了根據本發(fā)明的實施例形成自動連接，使用了兩個固定配合的連接器部分。在本發(fā)明的實施例中，其中的一個部分固定地安裝在終端模塊上，另一個部分固定地安裝在磁棒上，并且在將磁棒接頭插入終端模塊時，兩個連接器部分將配合并實現(xiàn)能量連接。用這種方式，針對安裝到終端模塊上的固定連接器和外界的連接器的電纜連接能夠保持地短、固定且足夠牢固，以避免與湍流性質的冷卻液流發(fā)生任何相互作用。這就避免了對于連接器能夠用人手觸及因此需要使用長電纜的需求。使用能夠從冷卻水管中拉出的長電纜，使其能夠用人手觸及，其目的是為了實現(xiàn)到磁棒上的連接，這樣做表現(xiàn)出很明顯的缺點，這些缺點可以通過根據本發(fā)明的實施例實現(xiàn)的連接來克服。電纜必須在隨后安裝磁棒期間被推回到水管中，這是不明顯甚至不可行的。長電纜能夠通過冷卻液流被牽拉，并且這樣可能會由于電纜朝向任何存在的開口的運動而顯著地阻礙冷卻液流。在組裝磁棒期間使用能夠從冷卻水管抽出的長電纜的另一個缺點是電纜與冷卻液流的相互作用。在該電纜的厚度已經為了避免對現(xiàn)有水管中的冷卻液流造成任何阻礙而受限時，那么可以預見的是該電纜與厚電纜相比能夠更加輕易地被彎曲。實際上，由于濺射靶中的高冷卻要求(能量消耗高達250kW)，因此要施加高流速并且該高流速自動地伴有湍流的流動模式。這種湍流的流動模式將與電纜相互作用并且將對電纜施加時間相關的牽拉作用力。在能量電纜較薄時，其將圍繞冷卻液體運動且電纜的絕緣將通過與終端模塊中的內壁的相互作用而被破壞。實踐表明應該使用厚電纜，其目的是為了避免與湍流流動的冷卻液體有過多的相互作用。為了完成連接而必須從冷卻水系統(tǒng)中抽出電纜和插頭在此情況下完全是無法實現(xiàn)的。
[0085]2、根據本發(fā)明的實施例形成信號連接的信號連接器的第一和第二部分避免了對在冷卻水系統(tǒng)中插入電纜和連接器時將會形成的冷卻液流造成較大的阻礙。由于終端模塊和濺射靶中的較高的冷卻水要求，因此這樣的阻礙是不合乎需要的。在本發(fā)明的實施例中，信號連接器的第一和第二部分可以保持得盡量小，目的是為了不阻礙冷卻水的流動。實際上，無法找到完全封裝以防水且表現(xiàn)為小尺寸的商用連接器。
[0086]3、實際上，在包括根據本發(fā)明實施例的終端模塊和磁棒的鍍膜機操作期間，形成的連接器系統(tǒng)將完全浸沒在冷卻液流中。為此，根據本發(fā)明的實施例，提供保護裝置例如提供流體封閉的連接器，其將在配合的接觸件和冷卻液體之間提供電絕緣。冷卻液體的構成可以基于水且基于油。在基于油時，冷卻液體相應地自身表現(xiàn)為電絕緣體并且在形成電接觸時不會與用于對磁體模塊中存在的子電路提供功率和信號數據的任何金屬部件相互作用。但是，基于油的冷卻液體的使用僅占到所有工業(yè)裝置的1%。絕大部分使用的冷卻液體都是基于水的。水在冷卻性質方面的優(yōu)點非常重要:(a)水具有高比熱并且能夠因此帶走大量的熱能，(b)水具有相當低的粘度，允許高流體速度，并且因此能夠很快地更新濺射靶材的內表面上的冷卻液體，其功耗在0.5到250kW的范圍內。實際上，該冷卻水的電導率可以由于這種冷卻流體對磁控管系統(tǒng)中存在的各種金屬的電化學污染以及在不同濺射靶之間存在的、用作針對該電化學腐蝕的驅動力的高電壓而變得相當高，并且這將向水中注入離子，增加其電導率。利用抑制劑來調制冷卻液體應根據磁控管系統(tǒng)內的各種系統(tǒng)部件的制造商說明書的固定進行，但是實際的情況可能有所不同。因此，在實際的系統(tǒng)中，冷卻液體具有導電性質。在從終端模塊拆除濺射靶和磁棒時會出現(xiàn)問題。實際上，在從終端模塊拉出磁棒接頭之前需要先排出冷卻液體。為此，通?？梢允褂脡嚎s空氣沖洗包括終端模塊、磁棒的冷卻液體系統(tǒng)和濺射靶的內部。但是實際上，該過程并非總是得到執(zhí)行并且可能會在仍存在冷卻液體時就從終端模塊拉出磁棒接頭。能量連接器將脫離匹配并且被冷卻液體淹沒。因此，根據本發(fā)明的實施例，即使是水封式連接器也應該優(yōu)選可靠地完全插入到冷卻液體中。冷卻液體可能會保留在連接器內部并且在重新匹配和施加功率之后，如果在連接器內部未設置保護裝置，那么可能會出現(xiàn)不合需要的情況。在樣機開發(fā)期間的很多測試表明連接器會被水污染，并且這樣能夠在連接器內部造成嚴重的腐蝕效果，特別是在使用電能時更加明顯，主要表現(xiàn)為可靠性的問題。因此，根據本發(fā)明的實施例，不僅在外側提供了保護裝置，而且在第一和第二連接器部分的內側也提供了保護裝置。
[0087]本發(fā)明的實施例表現(xiàn)出以下的優(yōu)點:
[0088]1、提供的保護裝置避免了連接器在磁控管環(huán)境中典型的工藝條件下由于使用和磨損而最終給出在能量連接器系統(tǒng)的內部部件和冷卻液體之間的電接觸。在仍然發(fā)生了這種情況時，由于所提供的保護裝置而盡可能的限制了化學腐蝕。同樣由于該保護裝置，在經由連接器傳輸電能時，相應地盡可能限制了電化學腐蝕。
[0089]2、連接器系統(tǒng)尺寸較小，使得其不會過多地對冷卻液體造成流體動力方面的阻礙。
[0090]3、被保護的例如冷卻液體封閉的連接器能夠浸沒在冷卻液體中。連接器部件的內部可以變濕，并且連接器部件能夠在此事件之后很快地進行配合。
[0091]4、連接器的配合部分可以固定在終端模塊和磁棒上。在具有保護裝置的終端模塊上設置信號連接器的第一部分可以在多個終端模塊上可行，可以在現(xiàn)場存在的每一個終端模塊上可行。
[0092]根據本發(fā)明實施例設置在終端模塊和/或磁棒上的連接器系統(tǒng)自身表現(xiàn)為足夠可靠，其目的是在磁控管系統(tǒng)的約束下發(fā)揮作用。
[0093]在本發(fā)明的實施例中，保護裝置可以包括所形成的信號連接器的一部分，該部分至少在其外表面包括導電且無腐蝕性的材料或者由導電且無腐蝕性的材料構成。保護裝置可以包括一旦連接第一部分和第二部分就圍繞信號連接器形成的封裝。在可選的實施例中，保護裝置可以包括犧牲且可更換的陽極，所述犧牲且可更換的陽極可以在信號連接器上出現(xiàn)任何的電化學侵蝕之前通過電腐蝕進行消耗。
[0094]在下文中將根據本發(fā)明的實施例來介紹和圖解終端模塊和磁棒的特定實施例。
[0095]圖1示出了根據本發(fā)明的濺射設備實施例的終端模塊100的第一實施例的示意圖。所示的終端模塊100被安裝在底板102上。
[0096]根據本發(fā)明的實施例，圖1所示的終端模塊100在頂部包括至少一個上述的用于執(zhí)行終端模塊功能的裝置、用于從終端模塊向磁棒或相反地提供電流(數據和/或功率)的電接觸件。在可選的、未示出的實施例中，終端模塊可以在至少一個所述裝置的頂部包括另一種類型的(非電的)接觸件，用于從終端模塊向磁棒或相反地提供功率信號和/或數據信號。
[0097]根據本發(fā)明實施例的終端模塊100包括殼體104。在圖示的實施例中，殼體104被固定地安裝至鍍膜機的底板102。底板102是限定其中能夠保持真空的密封性濺射裝置的結構部件。在很多情況下，底板102是濺射裝置的壁、門、法蘭或蓋的一部分。
[0098]濺射靶200能夠可旋轉地安裝到終端模塊100上，以使其能夠圍繞旋轉軸線202旋轉。濺射靶200在此可以通過連接器107連接至保持環(huán)106。
[0099]在操作中，濺射靶200可以通過任意合適的系統(tǒng)(圖1中未示出)旋轉驅動。在操作中，隨著濺射靶的濺射，通常在濺射靶表面上產生大量的熱，因此濺射靶必須進行冷卻。這種冷卻通?？梢杂盟蛉我馄渌线m的冷卻流體來完成。該冷卻劑必須經由終端模塊100輸送至濺射靶管200和從濺射靶管200排出。冷卻劑流體通過冷卻劑供應管130和冷卻劑輸送管132提供給濺射靶管200。冷卻劑流體經由冷卻劑開口 133排出。終端模塊100具有用于輸送和排出冷卻劑流體的腔室134。
[0100]磁棒220通過接頭150保持靜止，接頭150鎖定到對應的鎖定部件例如固定地連接在終端模塊100內的鎖定管152。
[0101]根據本發(fā)明的實施例，終端模塊100包括用于在終端模塊100和磁棒220之間提供連接的裝置，所述連接適用于在終端模塊100和磁棒220之間傳輸信號。信號傳輸可以是雙向傳輸，也就是從終端模塊100向磁棒220傳輸和/或從磁棒220向終端模塊100傳輸。從終端模塊100向磁棒220或相反地傳輸的信號可以是功率信號和/或數據信號。傳輸的信號可以是能夠傳遞能量或信息的任意類型的信號，例如但不限于是電信號、光學信號、氣動信號或液壓信號。用于在終端模塊100和磁棒220之間提供連接的裝置可以是信號連接器的第一部分162，其設置用于從磁棒220接收信號連接器的第二部分164，第一部分162和第二部分164在組合后共同形成終端模塊和磁棒之間的信號連接。
[0102]在本發(fā)明的特定實施例中，終端模塊100包括用于在終端模塊100和磁棒220之間提供連接以供在其間傳輸光學信號的裝置。光學信號可以是數據信號。連接可以包括終端模塊100上的第一部分和磁棒220上的第二部分，因此第一部分和第二部分中的任何一方是光學信號源例如光源譬如激光器、LED、二極管，且第一部分和第二部分中的另一方是光敏兀件。終端模塊100上的第一部分和磁棒220上的第二部分物理地布置成使得在磁棒220耦合至終端模塊100時，在兩者之間自動形成光耦合。在此第一部分和第二部分必須設置成使得光敏元件能夠“感知”由光學信號源發(fā)出的光學信號。
[0103]在本發(fā)明的可選實施例中，終端模塊100包括用于在終端模塊100和磁棒220之間提供連接以供在其間傳輸氣動或液壓信號的裝置。氣動或液壓信號可以是功率信號。連接可以包括終端模塊100上的第一部分和磁棒220上的第二部分，因此第一部分和第二部分中的任何一方是加壓氣體或流體形式的信號源，且第一部分和第二部分中的另一方是用于將接收的壓力轉化為其他形式的壓敏元件。終端模塊100上的第一部分和磁棒220上的第二部分物理地布置成使得在磁棒220耦合至終端模塊100時，在兩者之間自動形成氣動或液壓耦合。
[0104]在本發(fā)明的又一個實施例中，終端模塊100包括用于在磁棒220和終端模塊100之間提供電連接的裝置。電連接可以用于數據信號或功率信號或用于兩者。因此，通過根據本發(fā)明的實施例在終端模塊100和磁棒220之間的電連接，或者是能夠致動磁棒220，或者是能夠向和/或從外界也就是真空或低壓環(huán)境的外部傳輸數據信號，同時保持濺射裝置內的低壓和/或保持濺射靶管200內的冷卻流體。
[0105]終端模塊100進一步適用于為通過第一部分162和第二部分164形成的信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞和/或受到在終端模塊100和磁棒220之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。
[0106]在圖1所示的實施例中，本發(fā)明并不局限于此，保護裝置包括信號連接器的第一部分162，其中包括導電且無腐蝕性的材料或者由導電且無腐蝕性的材料構成。這樣的材料例如可以是銀、金或鎳。這樣的無腐蝕性材料可以僅應用于信號連接器的第一部分162的外表面。由于保護裝置，信號可以從終端模塊向磁棒傳輸或相反，且不會由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而破壞信號傳輸的完整性。
[0107]選擇用于信號連接器(或其外表面)的第一部分162的導電且無腐蝕性的材料以允許信號連接器自身，更特別地是其表面質量，至少較小地且優(yōu)選地不會由于電化學過程例如電腐蝕而退化。這就允許在高度腐蝕性的環(huán)境中以可靠的方式傳輸信號例如電信號，高度腐蝕性的環(huán)境由例如承受高能量場的冷卻流體形成，高能量場具有例如在0.5kff到250kW之間的高功率和/或直流、脈沖直流或中頻交流的頻率(例如范圍是從OkHz到350kHz)。
[0108]圖1還示意性地示出了附連至磁棒接頭150以用于連接至例如插入根據本發(fā)明實施例的終端模塊100的鎖定管152中的磁棒耦合元件300。鎖定管152可以因此設有槽302，磁棒耦合元件300作為磁棒接頭150上的凸起可以裝配例如可以滑動地裝配到其中，從而避免磁棒220在濺射靶管200內旋轉。在可選的實施例中，鎖定管152可以設有鍵(未示出)，鍵用于裝入磁棒接頭150上的槽中并與之對準從而對準磁棒220并阻止其旋轉。在附圖未示出的另一個實施例中，可以在磁棒接頭150上設置多個磁棒耦合元件300，并且可以在鎖定管150中設置多個對應的配合槽302。或者鎖定管152可以設有多個鍵，每一個鍵設置用于裝配到磁棒接頭150上對應的配合槽中并與之對準。
[0109]在本發(fā)明的實施例中，為磁棒220賦予了新的功能類型，也就是向該磁棒220提供信號例如功率信號或數據信號或組合的功率-數據信號。在此提供的磁棒220設置有信號連接器的第二部分168，其設置成使得在將磁棒裝配至終端模塊100時，在終端模塊100和磁棒220之間形成用于傳輸信號的信號連接器。信號例如可以是電信號、光信號、氣動信號或任意其他合適類型的能夠傳輸能量的信號。這樣的信號可以在磁棒220的外部提供并應用于磁棒220，或者可以在磁棒220內生成并送往外界。
[0110]磁棒適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在磁棒220和終端模塊100之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。
[0111]在圖1所示的實施例中，本發(fā)明并不局限于此，保護裝置包括信號連接器的第二部分168，其中包括導電且無腐蝕性的材料或者由導電且無腐蝕性的材料構成。這樣的材料例如可以是銀、金或鎳。這樣的無腐蝕性材料可以僅應用于信號連接器的第二部分168的外表面。由于保護裝置，信號可以從終端模塊向磁棒傳輸或相反，且不會由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而破壞信號傳輸的完整性。
[0112]選擇用于信號連接器(或其外表面)的第二部分168的導電且無腐蝕性的材料以允許信號連接器自身，更特別地是其表面質量，至少較小地且優(yōu)選地不會由于電化學過程例如電腐蝕而退化。這就允許在高度腐蝕性的環(huán)境中以可靠的方式傳輸信號例如電信號，高度腐蝕性的環(huán)境由例如承受高能量場的冷卻流體形成，高能量場具有例如在0.5kff到250kW之間的高功率和/或直流、脈沖直流或中頻交流的頻率(例如范圍是從OkHz到350kHz)。
[0113]在以下介紹特定的實施例，其中的信號是電信號。但是這并不意味著對本發(fā)明加以限制。在此情況下，提供的電連接器用于實現(xiàn)磁棒220和終端模塊100之間的電連接。在圖1所示的實施例中，電連接由信號連接器的第一部分162和終端模塊100形成，適用于電連接至磁棒上配合的電連接件164。信號連接器的第一部分162可以在鎖定管152中凸出，并且滑動裝配到配合孔例如磁棒接頭150內的導電件168中的鉆孔中。
[0114]可以從真空外部在連接器160上提供電信號例如數據信號和/或功率信號。終端模塊100適用于提供從連接器160到電連接的第一部分162的電流路徑(圖1中未完全示出)。在組裝各個部件以形成如圖2所示的完整組件時，電流路徑通過電連接的第一部分162在磁棒接頭150內的導電件168上一直延伸至導電件168上的終端連接器166。終端連接器166適用于連接至電線以用于向磁棒的一部分提供電信號或者用于從磁棒的一部分獲取電信號。
[0115]根據本發(fā)明的實施例，電信號可以是用于在磁棒220中局部或整體地控制磁性構造的信號。在終端模塊和磁棒之間提供信號的優(yōu)選用途可以是供電、調節(jié)或控制位于磁棒內的磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)。這一點例如在發(fā)現(xiàn)通過濺射裝置施加的鍍膜不均勻時特別有用。這樣的不均勻性可以通過在不均勻的層級上局部地改變?yōu)R射速度來局部解決。濺射速度的這種改變可以通過改變磁場強度例如通過移動或微調磁場構造朝向或離開濺射靶管200或者通過改變形成電磁體的線圈中的電流來獲得。通過提供用于控制磁性構造從外界向濺射靶管200運動的數據信號，裝置的停機時間被最小化，同時與現(xiàn)有技術中的解決方案相反，不需要去除真空，也不需要排出冷卻流體，也不需要移除濺射靶以用于通過改變磁性構造來改變磁場強度。
[0116]根據本發(fā)明的實施例，電信號可以是從磁棒220內的傳感器單元獲得的數據信號，根據電磁構造或磁體的局部位置向外界提供反饋。這樣的傳感器信號可以被用于對控制單元進行控制以供改變磁性構造的位置。本發(fā)明實施例的優(yōu)點在于不必打開磁棒就能夠測量磁棒220內的磁性構造的準確位置，因此也不必去除真空。傳感器信號提供關于磁性系統(tǒng)的確切位置或強度的信息，這些信息能夠被用于復制到濺射裝置中的其他磁控管。僅作為示例，如果濺射裝置包括多個磁棒，那么應該優(yōu)選地具有類似的設置。根據本發(fā)明的實施例，濺射裝置能夠送入真空，并且其中的一根磁棒能夠在線調節(jié)也就是不必去除真空?？梢垣@得提供該單根磁棒的磁性構造的實際設置的相關信息的傳感器信號；根據本發(fā)明的實施例，通過在終端模塊100和磁棒220之間的適用于傳輸信號的連接來獲得所述傳感器信號。一旦得到用于特定磁棒的優(yōu)化設置，即可破壞真空，并且獲得的數據信號能夠被用于以人工或自動方式調節(jié)濺射裝置中的其他磁棒的磁性構造。
[0117]根據本發(fā)明的實施例，電信號可以是用于給調控機構或傳感器系統(tǒng)提供能量的電信號，調控機構例如是用于調節(jié)磁性構造譬如馬達的位置的控制單元，或者是例如用于調節(jié)磁場強度的電磁線圈，傳感器系統(tǒng)例如是用于確定電流磁場構造的傳感器單元。
[0118]根據本發(fā)明的實施例，電信號可以是組合的功率-數據信號，用于同時從/向磁棒220傳輸數據和功率。作為示例，功率信號例如交流功率信號可以從終端模塊100向磁棒220提供，且數據信號可以疊加在功率信號上。由磁棒220接收的組合的功率-數據信號可以隨后分解為用于控制磁棒220內的磁性構造的數據信號和用于向調控機構提供能量以供調節(jié)磁性構造位置的數據信號。在以上參照圖1介紹的實施例中，終端模塊100和磁棒接頭150之間的電連接由電連接的第一部分162以及具有配合的電連接件164的導電件168來軸向地提供。
[0119]在可選實施例中，如圖3和圖4所示，連接可以通過磁棒接頭150和終端模塊100的鎖定管152之間的更一般性的相互作用來形成。在此，僅作為示例，磁棒接頭150上的可以但無需構成磁棒耦合元件300的凸部可由導電材料制成，并且可以通過絕緣件310與磁棒接頭150絕緣。導電件312可以相應地設置在磁棒接頭150內，將凸部例如磁棒耦合元件300電連接至終端連接器166。在終端模塊100側，適用于接收磁棒接頭150的用作插孔的鎖定管可以設有配合槽302以用于接收凸部例如磁棒耦合元件300。配合槽可以由導電材料制成，但是優(yōu)選地，如圖3和圖4所示，配合槽302可由絕緣材料制成并設置有至少一個導電層。導電層可以是覆蓋絕緣材料表面的覆蓋層例如鍍金層。可選地，導電層可以實施為彈簧元件320，其在終端模塊100和磁棒220彼此連接時提供終端模塊100和磁棒220之間的可靠電接觸。使用鍍金材料作為導電材料的有利之處在于金與各種其他的材料相比更不容易受到腐蝕。在兩種情況下，形成配合槽的導電部分可以耦合至電流路徑以用于向磁棒220和從磁棒220傳輸電信號。在可選的、圖中未不出的實施例中，凸出件可以設置在終端模塊的鎖定管中，且具有導電材料的、例如導電彈簧形式的配合槽可以設置在磁棒接頭中。
[0120]本發(fā)明實施例的優(yōu)點在于終端模塊100和磁棒接頭150之間的電連接通過將兩者彼此連接而自動實現(xiàn)。
[0121]對于本領域技術人員顯而易見的是，終端模塊100和磁棒220之間的、適用于在終端模塊100和磁棒220之間傳輸信號的連接可以設置在濕的環(huán)境中。在特定的實施例中，適用于在終端模塊100和磁棒220之間傳輸信號的連接例如可以設置在冷卻劑管132中。流過冷卻劑管的冷卻劑被保持在高電勢下，所述高電勢在直流和交流操作中通常介于-200V到-1000V之間。在濕的環(huán)境中向導電材料上設置電信號通常有很強的腐蝕性，并且應該需要特定的預防措施來保持連接的完整性?？紤]到腐蝕，有利的是在終端模塊100和磁棒220之間使用適合于通過其他原理傳輸能量的連接，例如光學連接、氣動連接或液壓連接。
[0122]基于使用電連接時的實驗，冷卻液體最終總是與由第一和第二部分162、168形成的中央導體形成電接觸。盡管有安裝保護，但是由于在現(xiàn)有系統(tǒng)中必須安裝第一部分162的方式，因此對保護系統(tǒng)的機械破壞仍然有可能出現(xiàn)。在此有利的是根據本發(fā)明的實施例提供以下設置:冷卻液體被排除在存在于第一部分162和第二部分168之間的內部接觸之夕卜。但是，由于結構和安裝的限制，不可能實現(xiàn)避免第一部分162或第二部分168與冷卻液體相接觸的100%的完全保護。在第一部分162或第二部分168與冷卻液體相接觸時，即可形成朝向接頭150或152的經過冷卻液體的電流路徑。這通常將是電化學腐蝕的來源，并且因此表現(xiàn)為連接器系統(tǒng)的可靠性問題。但是作為本發(fā)明的一部分，已經找到了對于該問題的解決方案?？梢詫﹄妷合到y(tǒng)施加部分約束，所述電壓系統(tǒng)將用于向磁棒內部提供功率和信號數據。外界應該向中央導體162和回路導體152上提供該功率和信號數據。
[0123]盡管已經在附圖和先前的說明內容中詳細地圖解和介紹了本發(fā)明，但是這些圖解和說明內容應認為是解釋性或示范性的而不是限制性的。先前的說明內容詳解了本發(fā)明的某些實施例。但是，應該意識到無論先前的內容在文字上體現(xiàn)地多么詳細，仍然可以用多種方式來實踐本發(fā)明。本發(fā)明并不局限于所公開的實施例。
【權利要求】
1.一種用于可旋轉地承載濺射靶管(200)且用于約束所述濺射靶管內的磁棒的終端模塊(100)，所述終端模塊包括用于接收磁棒接頭(150)的插孔，其中所述插孔包括信號連接器的第一部分(162)，所述信號連接器的第一部分設置用于從所述磁棒接頭(150)接收信號連接器的第二部分(164)并允許在終端模塊(100)和磁棒(220)之間形成信號連接，所述終端模塊(100)適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在終端模塊(100)和磁棒(220)之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。
2.根據權利要求1所述的終端模塊(100)，其中所述信號連接器的第一部分(162)適用于傳輸電功率和/或數據信號。
3.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述保護裝置包括所述信號連接器的第一部分(162)，所述信號連接器的第一部分至少在其外表面包括導電且無腐蝕性的材料或者由導電且無腐蝕性的材料構成。
4.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述保護裝置包括一旦所述第一部分(162)接收所述第二部分(164)就圍繞所述信號連接器形成的封裝。
5.根據權利要求4所述的終端模塊(100)，其中形成的所述封裝生成法拉第籠。
6.根據權利要求4所述的終端模塊(100)，其中形成的所述封裝由具有高磁導率的材料制成。
7.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述保護裝置包括犧牲且可更換的陽極，所述犧牲且可更換的陽極能夠在信號連接器上出現(xiàn)任何的電化學侵蝕之前通過電腐蝕進行消耗。
8.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述第一部分(162)部分地或完全地浸沒在冷卻流體中。
9.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述保護裝置適用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體承受具有的功率在0.5kW到250kW之間的信號而退化、損壞或者受到功率信號和/或數據信號的干擾。
10.根據先前權利要求中的任意一項所述的終端模塊(100)，其中所述保護裝置適用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體承受具有在OkHz到350kHz范圍內的頻率、可選地是脈沖信號的信號而退化、損壞或者受到功率信號和/或數據信號的干擾。
11.一種用于引入濺射裝置的柱狀濺射靶管(200)中的磁棒(220)，所述磁棒(220)包括用于裝配至末端模塊插孔的磁棒接頭(150)，其中所述磁棒接頭(150)包括信號連接器的第二部分(168)，所述信號連接器的第二部分設置成使得在將磁棒(220)裝配至終端模塊(100)時，形成用于在終端模塊(100)和磁棒(220)之間傳輸信號的信號連接器，所述磁棒(220)適用于為信號連接器提供保護裝置，以用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體和/或由于周圍的高能量場而退化、損壞或者受到在磁棒(220)和終端模塊(100)之間傳輸的功率信號和/或數據信號的干擾。
12.根據權利要求11所述的磁棒(220)，其中所述信號連接器的第二部分(168)適用于傳輸電功率和/或數據信號。
13.根據權利要求11或12中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述保護裝置包括所述信號連接器的第二部分(168)，所述信號連接器的第二部分至少在其外表面包括導電且無腐蝕性的材料或者由導電且無腐蝕性的材料構成。
14.根據權利要求11至13中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述保護裝置包括一旦所述第二部分(168)被裝配到第一部分(162)中就圍繞所述信號連接器形成的封裝。
15.根據權利要求14所述的磁棒(220)，其中形成的所述封裝生成法拉第籠。
16.根據權利要求14所述的磁棒(220)，其中形成的所述封裝由具有高磁導率的材料制成。
17.根據權利要求11至16中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述保護裝置包括犧牲且可更換的陽極，所述犧牲且可更換的陽極能夠在信號連接器上出現(xiàn)任何的電化學侵蝕之前通過電腐蝕進行消耗。
18.根據權利要求11至17中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述第二部分(168)部分地或完全地浸沒在冷卻流體中。
19.根據權利要求11至18中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述保護裝置適用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體承受具有的功率在0.5kW到250kW之間的信號而退化、損壞或者受到功率信號和/或數據信號的干擾。
20.根據權利要求11至19中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述保護裝置適用于保護信號連接器避免由于周圍的冷卻流體承受具有在OkHz到350kHz范圍內的頻率、可選地是脈沖信號的信號而退化、損壞或者受到功率信號和/或數據信號的干擾。
21.根據權利要求11至20中的任意一項所述的磁棒(220)，其中所述信號連接器的第二部分(168)是導電部分，其中所述信號連接器的第二部分(168)與所述磁棒接頭(150)絕緣。
22.根據權利要求11至21中的任意一項所述的磁棒(220)，進一步包括磁體構造和用于調節(jié)所述磁體構造的位置的驅動機構，所述驅動機構適用于由功率信號驅動和/或根據經由信號連接器接收的數據信號驅動。
23.根據權利要求11至22中的任意一項所述的磁棒(220)，進一步包括傳感器，所述傳感器用于生成表示磁性構造的位置或磁性構造的磁場強度的傳感器信號且適用于向終端模塊(100)傳輸所述傳感器信號。
24.根據權利要求1至10中的任意一項所述的終端模塊(100)或者根據權利要求11至23中的任意一項所述的磁棒(220)，適用于傳輸計劃用于給磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)供電或者控制磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)的信號，所述磁場發(fā)生或調控系統(tǒng)是磁棒(220)的一部分。
25.一種用于調節(jié)柱狀濺射裝置中的磁棒(220)的磁性構造的方法，所述方法包括從終端模塊(100)向磁棒(220)或者從磁棒向終端模塊傳輸承載數據和/或功率的、用于調節(jié)所述磁性構造的信號。
【文檔編號】H01J37/34GK104137221SQ201380009051
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月13日 優(yōu)先權日:2012年2月13日
【發(fā)明者】W·德博斯謝爾, I·范德皮特, G·國彬 申請人:梭萊先進鍍膜工業(yè)有限公司