ACOPLAMIENTO A VACÍO CON MÚLTIPLES SURCOS.

La presente invención se refiere a un sistema de acoplamiento para fijar de forma que se puede soltar un objetivo cilíndrico a un árbol. Técnica anterior Los magnetrones cilíndricos con objetivos cilíndricos giratorios se vienen utilizando cada vez más en la última década. Un objetivo cilíndrico en funcionamiento debe soportarse, girarse, enfriarse y energizarse. Normalmente, la instalación de pulverización catódica se energiza a través de un bloque final en un extremo del objetivo cilíndrico (modo de voladizo) o dos bloques finales en los dos extremos del objetivo cilíndrico. El uno o los dos bloques finales se equipan con un árbol giratorio al que se sujeta el objetivo. Cuando un objetivo se agota, el objetivo utilizado se debe separar del árbol para ser sustituido por uno nuevo. Por lo tanto, el acoplamiento entre el árbol y el objetivo debe poderse liberar. El soporte, la rotación, el energizado y la refrigeración de los objetivos cilíndricos se hace todo a través de los árboles. Un lado del objetivo cilíndrico, la parte externa que sostiene el material objetivo funciona bajo vacío, mientras que el otro lado del objetivo cilíndrico, del lado interno, funciona bajo una presión mucho más alta de un refrigerante - generalmente agua - que se distribuye a través del objetivo. El problema de las fugas de agua que se producen en la zona de interfaz entre el árbol y el objetivo cilíndrico se han traducido en el desarrollo de diversos sistemas de acoplamiento y obturación en vacío. Además - ciertamente en el caso de un montaje en voladizo - el momento que se ejerce sobre el árbol y por lo tanto en el acoplamiento conduce considerablemente a altas tensiones en los extremos del objetivo, que requiere unos tubos objetivo de suficiente espesor que a su vez aumenta la carga en el acoplamiento de árbol y objetivo. El documento US-A-5.591.314 (Vanderstraeten, ahora Bekaert Advanced Coatings) describe un sistema de acoplamiento para fijar de forma que se puede soltar un objetivo cilíndrico a un árbol por medio de un collarín de árbol roscado en la superficie exterior del objetivo. Este sistema se conoce como referencia en la técnica y se ha utilizado a gran escala durante varios años. Sin embargo este sistema tiene un inconveniente. El collarín de árbol roscado requiere un movimiento de rosca para fijar el objetivo en el árbol. Este movimiento de rosca hace que sea difícil colocar un anillo de collarín en ángulo recto exacto con respecto al árbol. El resultado es el riesgo de que el objetivo cilíndrico y el árbol no estén el cien por cien alineados entre sí, lo cual es perjudicial tanto para el tiempo de vida como para la obturación de la unión. El documento WO-A1-2004/085902 (Bekaert Advanced Coatings) describe un sistema de acoplamiento universal para objetivos cilíndricos. Las realizaciones descritas en las Figuras 1, 2, 3, 5 y 6, por un lado, todas tienen el mismo o similar sistema de rosca helicoidal que requiere también un movimiento de rosca con las desventajas mencionadas anteriormente. La Figura 4 del documento WO-A1-2004/085902, por otro lado, describe un acoplamiento con un surco no helicoidal. El análisis por elementos finitos y la experiencia, sin embargo, han demostrado que las tensiones en las proximidades de este surco helicoidal son inaceptablemente altas. El documento W0-A2-2006/135528 (Applied Films Corporation) describe un sistema que utiliza una abrazadera y se han de hacer unas modificaciones en los objetivos roscados y los componentes de bloques finales de modo que puedan ser abrazados. La modificación incluye la formación de un surco circular cerca del extremo del objetivo y la inserción de un anillo de retención en el surco para sostener un anillo de reborde que rodea los extremos del objetivo. Un anillo de sujeción se coloca sobre el reborde y un árbol adaptado. Los objetivos que no tienen una parte roscada también se pueden fijar de este modo. Sin embargo, como en el caso anterior, las tensiones en las proximidades de un solo surco, ya sea helicoidal o cilíndrico, serán inaceptablemente altas. Descripción de la invención Un objeto de la invención es evitar los inconvenientes de la técnica anterior. Un objeto adicional de la invención es proporcionar un sistema de magnetrón cilíndrico de pulverización catódica que tiene un sistema de acoplamiento avanzado sin fugas. También un objeto de la invención es proporcionar un sistema de acoplamiento mediante el cual el objetivo se monta y sustituye fácilmente. Según un primer aspecto de la invención y a una primera realización de la invención, se proporciona un sistema de acoplamiento para fijar de forma que se puede soltar un objetivo cilíndrico a un árbol. El sistema de acoplamiento comprende: (a) un árbol que tiene una parte de reborde; 2   (b) un objetivo cilíndrico que tiene una parte extrema que hace tope contra la parte de reborde del árbol; la parte extrema tiene una superficie circunferencial externa; (c) un anillo de interfaz que tiene una superficie circunferencial interna adaptada para acoplarse con la superficie circunferencial externa de la parte extrema, y una extremidad de reborde que hace tope contra dicha parte de reborde del árbol; y (d) unos medios de apriete para apretar dicho objetivo cilíndrico en el árbol a través de dicho anillo de interfaz; El acoplamiento se caracteriza porque la parte extrema tiene dos o más surcos circulares independientes que se acoplan con dicha superficie circunferencial interna del anillo de interfaz. Los surcos circulares individuales no son helicoidales y no forman una fijación con rosca. Por lo tanto, se ha evitado el problema del posicionamiento en ángulo recto. Los dos o más surcos independientes permiten extender las tensiones en los diferentes surcos, lo que aumenta el tiempo de vida y evitará una fractura prematura. De acuerdo con una realización preferida de la invención, hay tres o más surcos circulares individuales que se acoplan con la superficie circunferencial interna del anillo de interfaz. Los medios de apriete pueden comprender un anillo de sujeción adaptado para acoplarse por un lado con el anillo de interfaz y por otro lado con el árbol. El anillo de sujeción se puede hacer de dos o más segmentos de anillo de sujeción y el anillo de interfaz también puede hacerse de dos o más segmentos de anillo de interfaz. Las uniones de los segmentos de anillo de interfaz se cubren por los segmentos de anillo de sujeción, es decir, las uniones de los segmentos de anillo de interfaz y las uniones de los segmentos de anillo de sujeción no se encuentran cerca unas de otras. En una realización alternativa los surcos circulares se hacen mediante dos o más anillos independientes colocados en la parte extrema del objetivo y que forma la superficie circunferencial externa. Estos anillos individuales se pueden cambiar sobre el objetivo y evitar el mecanizado en el mismo objetivo. En una realización alternativa adicional cada segmento de anillo de sujeción está formando una sola pieza de metal con un segmento de anillo de interfaz correspondiente. En una realización preferida los dos o más surcos circulares individuales se hacen por una operación de mecanizado en dicho objetivo cilíndrico. En otra realización alternativa los surcos circulares tienen diferentes profundidades, la mayor profundidad se encuentra preferiblemente en la parte de dicho objetivo cilíndrico ya que las mayores tensiones mecánicas se encuentran allí. Sin embargo, también es posible el caso contrario en el que las profundidades mayores se encuentran en el otro lado, por ejemplo, en caso de un objetivo cilíndrico con el espesor creciente en los extremos. Los surcos circulares preferentemente tienen una forma redondeada, rectangular o cónica. El sistema de acoplamiento puede comprender además un anillo de retención entre el anillo de interfaz y el anillo de sujeción. El anillo de retención aprieta los dos (o más) segmentos del anillo de interfaz entre sí para mantenerlos acoplados con los surcos circulares en el extremo del tubo objetivo para facilitar el montaje del objetivo en el árbol. Como alternativa, el anillo de retención puede ser un anillo obturador elástico que puede mantener juntos los dos (o más) segmentos de anillo de interfaz en el extremo objetivo durante el montaje. En una realización, el anillo de interfaz es diferente del anillo de sujeción. En otra realización el anillo de interfaz y el anillo de sujeción son la misma pieza. Por lo tanto, en una realización alternativa, se proporciona un sistema de acoplamiento como se describió anteriormente, en el que cada segmento de anillo de interfaz forma una sola pieza con un segmento de anillo de sujeción. El segmento de anillo de sujeción se puede conectar de manera cambiada al segmento de anillo de interfaz. En una tercera realización se proporciona un... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de acoplamiento (10) para fijar de forma que se puede soltar un objetivo cilíndrico (12) a un árbol (14), dicho sistema de acoplamiento comprende: (a) un árbol (14) que tiene una parte de reborde (16); (b) un objetivo cilíndrico (12) que tiene una parte extrema que hace tope contra dicha parte de reborde (16) de dicho árbol (14), dicha parte extrema tiene una superficie circunferencial externa; (c) un anillo de interfaz (20) que tiene una superficie circunferencial interna adaptada para acoplarse con dicha superficie circunferencial externa de dicha parte extrema, y una extremidad de reborde (24) que hace tope contra dicha parte de reborde (16) de dicho árbol (14); (d) unos medios de apriete (26) para apretar dicho objetivo cilíndrico (12) en dicho árbol (14) a través de dicho anillo de interfaz (20); caracterizado porque dicha parte extrema tiene dos o más surcos circulares independientes (18) que se acoplan con dicha superficie circunferencial interna (22) de dicho anillo de interfaz (20). 2. Un sistema de acoplamiento (10) según la reivindicación 1, en el que dicha parte extrema tiene tres o más surcos circulares individuales (18). 3. Un sistema de acoplamiento (10) según la reivindicación 1 o la 2, en el que dichos medios de apriete (26) comprenden un anillo de sujeción (26) adaptado para acoplarse por un lado con dicho anillo de interfaz (20) y por otro lado con dicho árbol (14). 4. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos dos o más surcos circulares independientes (18) se realizan por mecanizado en dicho objetivo cilíndrico (12). 5. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho anillo de sujeción (26) se hace a partir de dos o más segmentos (26', 26") de anillo de sujeción y dicho anillo de interfaz (20) de dos o más segmentos (20', 20") de anillo de interfaz. 6. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las uniones de los segmentos de anillo de interfaz se cubren mediante segmentos de anillo de sujeción. 7. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos segmentos (26', 26") de anillo de sujeción forman cada uno una sola pieza con dichos segmentos (20', 20") de anillo de interfaz. 8. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos surcos circulares (18) tienen diferentes profundidades, la mayor profundidad se encuentra en el lado de dicho objetivo cilíndrico. 9. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos surcos circulares (18) se hacen de dos o más anillos independientes (62, 64) colocados en dicha parte extrema de dicho objetivo (12) y que forman dicha superficie circunferencial externa. 10. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un anillo obturador (28) entre dicho anillo de interfaz (20) y dicho anillo de sujeción (26). 11. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos surcos circulares (18) tienen una forma redondeada, rectangular o cónica. 12. Un sistema de acoplamiento (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada segmento (20' o 20") de anillo de interfaz forma una pieza con un segmento (26' o 26") de anillo de sujeción, dicho anillo de sujeción se conecta de manera desplazada con dicho segmento de anillo de interfaz. 13. Un sistema de acoplamiento (10) para fijar de forma que se puede soltar un objetivo cilíndrico (12) a un árbol (14), dicho sistema de acoplamiento comprende: (a) un árbol (14) que tiene una parte de reborde (16); 7   (b) un objetivo cilíndrico (12) que tiene en su extremo una superficie circunferencial externa y una parte extrema que hace tope contra dicha parte de reborde (16) de dicho árbol (14); (c) unos medios de sujeción (26) para sujetar dicho objetivo cilíndrico (12) en dicho árbol (14), dichos medios de sujeción tienen una superficie circunferencial interna; caracterizado porque dicha superficie circunferencial externa de dicho objetivo cilíndrico (12) tiene dos o más surcos circulares individuales (18) adaptados para acoplarse con dicha superficie circunferencial interna de dichos medios de sujeción (26). 14. Un objetivo cilíndrico (12) adaptado para trabajar con el acoplamiento de las reivindicaciones 1 a 13, dicho objetivo cilíndrico comprende una parte extrema, dicha parte extrema tiene una superficie circunferencial externa, dicha superficie circunferencial externa tiene dos o más surcos circulares individuales (18). 15. Un tubo de respaldo adecuado para su uso en un objetivo cilíndrico (12), dicho tubo de respaldo está adaptado para trabajar con el acoplamiento de las reivindicaciones 1 a 13, dicho tubo de respaldo comprende por lo tanto una parte extrema, dicha parte extrema tiene una superficie circunferencial externa, dicha superficie circunferencial externa tiene dos o más surcos circulares individuales (18). 16. Un anillo de interfaz (20) adaptado para trabajar con el acoplamiento de las reivindicaciones 1 a 13, dicho anillo de interfaz tiene una superficie circunferencial interna, dicha superficie circunferencial interna está adaptada para acoplarse con dos o más surcos circulares individuales (18) en la circunferencia externa de la parte extrema de un objetivo cilíndrico (12). 8   9     11   12   13   14