HORNO PARA LLEVAR A CABO UN PROCESO DE DEPOSICIÓN QUÍMICA EN FASE DE VAPOR POR PLASMA (PCVD) Y MÉTODO ASOCIADO.

Horno (50) para llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma (PCVD),

caracterizado porque dicho horno (50) está equipado con una carcasa metálica para impedir las fugas de energía de alta frecuencia al entorno, en el que una hendidura del horno (50) a través de la cual se desplaza la guía de ondas (51) está cubierta por dicha carcasa metálica

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06076373.

Solicitante: DRAKA FIBRE TECHNOLOGY B.V.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: ZWAANSTRAAT 1 5651 CA EINDHOVEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: Decker,Rob Hubertus Matheus, Van Stralen,Mattheus Jacobus Nicolaas.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Diciembre de 2004.

Clasificación PCT:

  • C03B37/018 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03B FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA; PROCESOS SUPLEMENTARIOS EN LA FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA (tratamiento de la superficie C03C). › C03B 37/00 Fabricación o tratamiento de fragmentos, fibras o filamentos a partir de vidrio, minerales o escorias reblandecidas. › por deposición de vidrio sobre un sustrato de vidrio, p. ej. por deposición química en fase vapor (C03B 37/016 tiene prioridad; tratamiento de la superficie del vidrio por recubrimiento C03C 17/02).
  • C23C16/50 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 16/00 Revestimiento químico por descomposición de compuestos gaseosos, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, es decir, procesos de deposición química en fase vapor (pulverización catódica reactiva o evaporación reactiva en vacío C23C 14/00). › por medio de descargas eléctricas.
  • H05H1/46 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05H TECNICA DEL PLASMA (tubos de haz iónico H01J 27/00; generadores magnetohidrodinámicos H02K 44/08; producción de rayos X utilizando la generación de un plasma H05G 2/00 ); PRODUCCION DE PARTICULAS ACELERADAS ELECTRICAMENTE CARGADAS O DE NEUTRONES (obtención de neutrones a partir de fuentes radiactivas G21, p. ej. G21B, G21C, G21G ); PRODUCCION O ACELERACION DE HACES MOLECULARES O ATOMICOS NEUTROS (relojes atómicos G04F 5/14; dispositivos que utilizan la emisión estimulada H01S; regulación de la frecuencia por comparación con una frecuencia de referencia determinada por los niveles de energía de moléculas, de átomos o de partículas subatómicas H03L 7/26). › H05H 1/00 Producción del plasma; Manipulación del plasma (aplicación de la técnica del plasma a reactores de fusión termonuclear G21B 1/00). › utilizando campos electromagnéticos aplicados, p. ej. energía a alta frecuencia o en forma de microondas (H05H 1/26 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.

PDF original: ES-2371176_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Horno para llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma (PCVD) y método asociado [0001] La presente invención se refiere a un dispositivo para llevar a cabo un proceso de deposición PCVD, mediante el cual una o más capas dopadas son depositadas sobre la parte interior de un tubo formado por un sustrato de vidrio, incluyendo dicho dispositivo un aplicador que consta de una pared interior y otra exterior, así como de una guía de microondas que se abre en el interior del aplicador, extendiéndose dicho aplicador en torno a un eje cilíndrico, con un pasaje adyacente a la pared interior, a través del cual pueden salir las microondas, pudiendo situarse el sustrato tubular sobre dicho eje cilíndrico, y en el que al menos un regulador con forma anular, con una longitud I y una anchura b se encuentra centrado en torno al eje cilíndrico, en el interior del aplicador. Asimismo, la presente invención se refiere a un método de fabricación de una preforma, incluyendo dicho método un proceso de deposición PCVD con el fin de depositar una o más capas dopadas o sin dopar en el interior de un sustrato tubular de cristal, y la posterior contracción térmica del sustrato tubular formado de este modo para obtener una preforma. [0002] Un método utilizado para la fabricación de una preforma óptica es el proceso deposición química en fase de vapor por plasma (PCVD), que se conoce gracias a la patente estadounidense Nº 4314833 que fue concedida al solicitante de esta invención. En virtud del proceso conocido gracias a este documento, un revestimiento formado por una o más capas vítreas dopadas o sin dopar se depositan en el interior de un sustrato tubular, utilizando plasma a baja presión en el sustrato tubular de vidrio, contrayéndose posteriormente el sustrato tubular para formar una barra sólida, mediante la aplicación de calor. En una realización especial, como revestimiento exterior de la barra maciza puede aplicarse una cantidad de vidrio adicional, por ejemplo, mediante un proceso externo de deposición en fase de vapor, o utilizando uno o más tubos de vidrio preformados, con lo que se obtiene una preforma compuesta. A partir de la preforma obtenida de este modo, se obtienen fibras ópticas calentando uno de los extremos de la misma. [0003] De acuerdo con la solicitud internacional WO 99/35304, presentada en nombre de los solicitantes de la presente invención, las microondas procedentes de un generador de microondas se transportan a un aplicador a través de una guía de ondas, rodeando dicho aplicador el sustrato tubular de vidrio. El aplicador hace que la energía de alta frecuencia se acople en el plasma. Los gases de la reacción, que pueden estar dopados o no, se suministran en uno de los extremos del sustrato tubular, tras lo cual se produce una reacción bajo la influencia del plasma, y las capas vítreas, dopadas o sin dopar, se depositen en el interior del sustrato tubular. El otro extremo del sustrato tubular se conecta a una bomba de vacío, de tal forma que se genere una presión reducida, que por lo general oscila entre 5 y 50 milibares, en dicho sustrato tubular. El aplicador se desplaza hacia atrás y hacia delante en la dirección longitudinal del sustrato tubular con cada recorrido. El aplicador y el sustrato tubular suelen estar rodeados por un horno, a fin de mantener el sustrato tubular a una temperatura de 900 a 1300° C durante el proceso de deposición. [0004] A fin de aumentar la capacidad de producción del proceso PCVD, resulta deseable aumentar la frecuencia a la que se depositan las capas dopadas o sin dopar en el interior del sustrato tubular de vidrio. No obstante, el aumento de la frecuencia de deposición requiere que la energía de alta frecuencia necesaria para la disociación del reactivo y la vitrificación de los gases presentes en el plasma aumente de forma proporcional. Los inventores han descubierto que las fugas de energía de alta frecuencia resultan cada vez más problemáticas cuando se utilizan unos niveles de alta frecuencia de más de 2,5 kW. La consecuencia de estas fugas es un consumo energético ineficaz. Asimismo, también suele generarse radiación ambiente, que puede provocar interferencias en el funcionamiento de los equipos electrónicos que se encuentran en su proximidad. Además de todo ello, por razones médicas, las fugas de radiación no resultan convenientes para el personal encargado de la operación. Los inventores de la presente invención han descubierto igualmente que dichas fugas de energía de alta frecuencia pueden tener como resultado la formación de una onda estacionaria en el sustrato tubular, lo que conlleva el riesgo de que se produzca una disrupción sinusoidal de la deposición de las capas vítreas a lo largo del sustrato tubular, lo cual no resulta deseable. [0005] Por consiguiente, el objeto de la presente invención consiste en un dispositivo y un método para la realización de un proceso de deposición PCVD, en el que se puedan utilizar adecuadamente unos niveles de potencia superiores a los 2,5 kW, sin que se produzca ninguno de los inconvenientes mencionados anteriormente. [0006] Otro de los objetos de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo para llevar a cabo un proceso de deposición PCVD en el cual, concretamente, la cantidad de radiación provocada por fugas durante el funcionamiento de dicho dispositivo para la realización del proceso de PCVD sea inferior a 100 W/m², medida a una distancia de 5 cm del dispositivo. [0007] Concretamente, los inventores de la presente invención han descubierto que las fugas de energía de alta frecuencia procedente del aplicador, durante la deposición de las capas vítreas, se pueden reducir utilizando una bobina reductora o de choque que presente una geometría especial, así como mediante la elección de los materiales. Aunque la presencia de la bobina reductora es conocida per se, por ejemplo, gracias a las solicitudes internacionales WO 99/35304 y WO 03/049141, presentadas a nombre de los solicitantes de la presente invención, en dichos documentos no se mencionan cifras, condiciones y/o dimensiones especiales de dicha bobina reductora, ni mucho menos pueden obtenerse dichas cifras, condiciones y/o dimensiones a partir de los mismos. Por ejemplo, 2   gracias a la solicitud internacional WO 99/35304 se sabe, por ejemplo, que la bobina reductora puede adoptar la forma de una guía de ondas anular, estando dicha bobina reductora centrada en el eje cilíndrico, y situada de tal forma que se encuentra muy próxima a los dos extremos de la cavidad resonante. [0008] Los inventores de la presente invención han descubierto que la fuga de energía de alta frecuencia, en una banda en la que se utiliza dicha energía, puede reducirse adicionalmente equipando al horno, en cuyo interior se mantiene el sustrato tubular a una temperatura que oscila entre 800 y 1300° C durante el proceso de deposición PCVD, con una carcasa metálica. [0009] A pesar de que ambas posibilidades (la utilización de una bobina reductora y de una carcasa metálica) se describen en la presente solicitud, el objeto de la presente invención es tan sólo la carcasa metálica que se describe en las reivindicaciones 1 a 4. [0010] Los problemas especiales que se plantean cuando se utiliza este tipo de proceso PCVD consisten, especialmente, en la hermeticidad de la hendidura del horno a través de la cual se desplaza la guía de ondas del resonador, así como la hermeticidad de los puntos en los que el sustrato tubular atraviesa el horno. Concretamente, la hendidura del horno a través de la cual se desplaza la guía de ondas que transporta la energía de alta frecuencia al aplicador debe cubrirse con una carcasa metálica, desplazándose dicha carcasa metálica longitudinalmente junto con el aplicador. Para impedir la fuga de radiaciones procedentes del horno, el sustrato tubular está rodeado preferiblemente, en dichas posiciones, por una guía de ondas cilíndrica cuya longitud de onda de corte es menor que la longitud de microondas que se está utilizando. En ejemplo de esto lo constituye un tubo metálico cuyo diámetro interno tiene un tamaño inferior a c0/(1.706 x f), donde c0 es la velocidad de la luz, y f es la frecuencia de las microondas. Por lo tanto, a una frecuencia de microondas de 2,45 GHz, el diámetro del tubo debe ser de menos de 71,7 mm, pudiendo construirse dicho tubo metálico con dos elementos opuestos. En una realización especial, dicha guía de ondas puede estar equipada con uno o más bobinas reductoras, lo cual resulta especialmente deseable cuando se utilizan unos elevados niveles de potencia, de más de 5 kW, para prevenir las fugas de radiación al entorno. [0011] En una realización especial, la pared interior del horno puede también estar equipada con una capa que absorba la radiación de microondas, por ejemplo una capa de carburo de silicio... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Horno (50) para llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma (PCVD), caracterizado porque dicho horno (50) está equipado con una carcasa metálica para impedir las fugas de energía de alta frecuencia al entorno, en el que una hendidura del horno (50) a través de la cual se desplaza la guía de ondas (51) está cubierta por dicha carcasa metálica. 2. Horno según la reivindicación 1, caracterizado porque las posiciones en las que el sustrato tubular de vidrio (54) se extiende a través del horno (50) se encuentran rodeadas por un tubo metálico. 3. Horno según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el interior de dicho horno está equipado con una capa que absorbe la radiación de microondas. 4. Método para llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma (PCVD), caracterizado porque se utiliza un horno (50) para mantener un sustrato de vidrio (54) a una temperatura de 800 a 1300° C durante dicho proceso de deposición PCVD, en el que se transporta energía de alta frecuencia a un aplicador (10) mediante una guía de ondas (51), pudiendo dicha guía de ondas (51) desplazarse hacia atrás y hacia delante por dicho horno (50) como resultado de la presencia de una hendidura en dicho horno (50), donde dicha hendidura se encuentra cubierta por placas (52, 53), estando dichas placas (52, 53) equipadas con una carcasa metálica para prevenir las fugas de energía de alta frecuencia al entorno a través de dicha hendidura de dicho horno (50). 4   Fig. 1   Fig. 2 6   REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto. Documentos de patente citados en la descripción US 4314833 A [0002] WO 9935304 A [0003] [0007] WO 03049141 A [0007] 7

 

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