本發(fā)明涉及包括帶有支座的板的系統(tǒng)，其中，該板在室溫以及較高溫度下都與所述板和支座的熱脹無(wú)關(guān)地在該支座內(nèi)定中，并且該板在較高溫度下可以在該支座內(nèi)自由膨脹。

背景技術(shù)：
為了制造涂層，當(dāng)前尤其采用了濺射電弧工藝，其屬于所謂的PVD工藝(PVD:物理氣相沉積)。在此，靶被濺射或蒸發(fā)。在此工藝過(guò)程中，靶是灼熱的并且必須被冷卻。在此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這種冷卻例如通過(guò)所謂的金屬箔冷卻板類型的冷卻板來(lái)進(jìn)行，其在背面冷卻該靶，如圖2所示。通過(guò)冷卻介質(zhì)壓力，金屬箔被壓緊到靶上并由此提供了從冷卻介質(zhì)到該靶的良好導(dǎo)熱。根據(jù)功率輸入、經(jīng)冷卻板的散熱和靶材導(dǎo)熱性，這些靶具有不同的熱度并且根據(jù)其長(zhǎng)度膨脹系數(shù)而膨脹。靶此時(shí)必須能在冷卻板上自由膨脹，以便不受損。在工藝過(guò)程控制技術(shù)上重要的是，位于冷卻板上的靶關(guān)于冷卻板軸線同心膨脹，以便在整個(gè)工作過(guò)程中能保證在靶與一個(gè)或多個(gè)周圍元件之間的同心縫隙。尤其很重要的是，該靶相對(duì)于冷卻板軸線“居中”膨脹以避免短路，這種短路可能出現(xiàn)在例如該靶作為陰極使用并且圍繞該靶布置陽(yáng)極環(huán)時(shí)，該陽(yáng)極環(huán)處于不同的電位，例如如圖2所示。如果靶未被正確定中，則靶沒(méi)有充分同心地膨脹。因此，可能在陽(yáng)極環(huán)和膨脹后的靶之間出現(xiàn)電氣短路。在本例子中，靶相對(duì)于陽(yáng)極環(huán)的位置通過(guò)其在冷卻板上的布置來(lái)確定。在冷卻板和靶之間的小縫隙情況下，靶的位置被充分確定，不會(huì)出現(xiàn)靶與陽(yáng)極之間的接觸。但這種小縫隙極大限制了靶的可能膨脹。因此，規(guī)定了最大容許靶溫度或工作溫度，由此限制了最大容許濺射功率。因此，該縫隙越小，容許濺射功率越低。在縫隙較大時(shí)，板一般過(guò)于偏心地布置在冷卻板上。另外，偏心安放造成靶內(nèi)的機(jī)械應(yīng)力在使用金屬箔冷卻板情況下是不均勻的。根據(jù)靶材的不同，這可能導(dǎo)致超出允許的機(jī)械應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種板-容納裝置系統(tǒng)，其允許與該系統(tǒng)的溫度無(wú)關(guān)地將板居中保持在容納裝置中，在這里，該板應(yīng)在該容納裝置中如此自由膨脹，即該板在膨脹過(guò)程中未被損壞。發(fā)明描述如此完成本發(fā)明的任務(wù)，提供一種板-支座系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的該系統(tǒng)包括板和支座，其中，該板具有包括外板邊緣的頂面并且該板的材料具有第一熱脹系數(shù)，該支座具有開(kāi)口，該開(kāi)口由內(nèi)支座鑲邊限定并且該支座的材料具有第二熱脹系數(shù)，并且第一熱脹系數(shù)大于第二熱脹系數(shù)，其中，-在室溫下，該支座的開(kāi)口的周長(zhǎng)大于該板的頂面的周長(zhǎng)，由此在板定中就位時(shí)，在板邊緣和內(nèi)支座鑲邊之間存在具有規(guī)定縫寬S的縫隙，-該板邊緣包括一個(gè)或多個(gè)突出部，該突出部沿徑向朝向板邊緣面延伸并接合至該支座鑲邊的對(duì)應(yīng)內(nèi)凹部中，和/或該板邊緣具有一個(gè)或多個(gè)內(nèi)凹部，該內(nèi)凹部沿徑向朝向板邊緣面延伸，并且支座鑲邊的對(duì)應(yīng)突出部插入其中，-其中，該板-支座系統(tǒng)包括至少三個(gè)這樣相互接合的內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，并且其中，每個(gè)內(nèi)凹部和每個(gè)突出部分別具有在徑向上朝向板邊緣面的相應(yīng)長(zhǎng)度，所述板邊緣面具有相應(yīng)寬度，內(nèi)凹部的寬度分別大于對(duì)應(yīng)突出部的寬度，對(duì)于每個(gè)內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，在室溫下在內(nèi)凹部和突出部之間的最小寬度差sp小于上述縫寬S，在徑向上在內(nèi)凹部和突出部之間的該最小縫寬大于上述最小寬度差sp，最好是至少等于上述縫寬S，并且由此做到，即在室溫和較高溫度下，板總是定中固定在該支座內(nèi)，因?yàn)樵搩?nèi)凹部-突出部配對(duì)起到導(dǎo)軌作用。在本說(shuō)明書(shū)的意義上，“徑向”按照以下定義來(lái)理解：如果板被固定在垂直于板表面且經(jīng)過(guò)其重心的軸上，則該徑向在外板邊緣部位上分別是這樣的方向：在溫度升高時(shí)該外板邊緣的位置在該方向上移動(dòng)。在具有圓形邊緣的圓盤(pán)形板情況下，徑向是垂直于板邊緣而遠(yuǎn)離圓心的方向。在圖8中，結(jié)合具有長(zhǎng)方形表面的板來(lái)示意性示出它。陰影線畫(huà)出具有突出部的板和具有內(nèi)凹部的支座。所示的直線經(jīng)過(guò)板重心并且在板邊緣處表示按照定義的徑向。在該圖中也清楚看到了：縫寬S不一定在板邊緣處是處處相同的，而是可以根據(jù)幾何形狀來(lái)選擇。根據(jù)本發(fā)明，在板邊緣和內(nèi)支座鑲邊之間的所有縫寬，包括在內(nèi)凹部和突出部之間的縫寬在內(nèi)，在考慮板和支座的體積和熱脹系數(shù)的情況下被如此選擇，即該板在該支座內(nèi)可以在較高溫度下自由膨脹。因?yàn)闊崦浻绕鋵?duì)于固體來(lái)說(shuō)，明顯與晶格結(jié)構(gòu)或結(jié)合狀況相關(guān)，故線性等式只給出近似值。膨脹系數(shù)或熱脹系數(shù)是一個(gè)特性值，其描述材料在其尺寸在溫度變化時(shí)的變化方面的行為，因此通常也稱為熱脹系數(shù)。對(duì)此負(fù)責(zé)的作用是熱脹。熱脹取決于所用材料，即它是材料專屬的材料常數(shù)。因?yàn)樵谠S多材料中熱脹在所有溫度范圍內(nèi)并不均勻地進(jìn)行，故熱脹系數(shù)本身也與溫度相關(guān)并因而是針對(duì)一定的參考溫度或一定的溫度范圍來(lái)給出的。分為長(zhǎng)度熱脹系數(shù)α(也稱為線性熱脹系數(shù))和空間熱脹系數(shù)γ(也稱為空間膨脹系數(shù)或體積膨脹系數(shù)或立體膨脹系數(shù))。長(zhǎng)度熱脹系數(shù)α是在溫度變化dT和固體的相關(guān)長(zhǎng)度變化dL/L之間的比例常數(shù)。相應(yīng)地，借此來(lái)描述溫度變化時(shí)的相對(duì)長(zhǎng)度變化。它是材料專屬參數(shù)，其單位為K-1(每開(kāi)爾文)并且通過(guò)以下公式來(lái)限定：α＝1/L:dl/dT，該公式可簡(jiǎn)化為L(zhǎng)final≈Linitial·(1+α·ΔT)。于是，例如人們能夠計(jì)算出該板在板頂面的某個(gè)方向上在最高工作溫度下具有哪種長(zhǎng)度。按照相似的方式，人們可以計(jì)算出支座熱脹后的尺寸。因此，人們可以計(jì)算出在板和支座之間需要哪種縫寬以保證板在支座中自由熱脹，直到最高工作溫度。例如假定L1final≈α1·L1initial·ΔT1)，其中，L1final是在溫度Tfinal(例如在板的最高工作溫度下)時(shí)的板在一定方向上的長(zhǎng)度(在圓盤(pán)形板情況下于是是直徑)，α1是在該溫度范圍時(shí)的板的線性熱脹系數(shù)，L1initial是在溫度Tinitial(例如在室溫)時(shí)在同一方向上的板長(zhǎng)度，按照相似的方式針對(duì)在Tfinal時(shí)的支座尺寸計(jì)算，但考慮支座的形狀尺寸以及支座材料的線性熱脹系數(shù)。優(yōu)選如此選擇在該板和支座之間的縫隙寬度，即該板在支座內(nèi)可以在達(dá)到至少450℃的溫度之前都自由膨脹，優(yōu)選達(dá)到至少500℃，更優(yōu)選達(dá)到至少650℃。根據(jù)本發(fā)明，該板的材料的線性熱脹系數(shù)大于該支座材料的線性熱脹系數(shù)，即α1>α2。該板最好呈圓盤(pán)形。在該板中的突出部和/或內(nèi)凹部?jī)?yōu)選相互等距分布。該支座最好是環(huán)形的，或者包括用于容納板的環(huán)形部分。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，該板可以是圓盤(pán)形靶，其包括呈星形布置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(突出部)，其共同軸線位于靶中心并且突入支座的相應(yīng)星形槽(內(nèi)凹部)中。例如該支座是冷卻板裝置的一部分。因此，該靶通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的靶-冷卻板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與溫度無(wú)關(guān)地被定中到冷卻板上。因此，在使用圍繞該靶的陽(yáng)極環(huán)情況下，靶和陽(yáng)極環(huán)之間的縫隙可以保持同心或根據(jù)本發(fā)明同心安放就位。由此避免了可能由不希望有的在作為陰極工作的靶和陽(yáng)極環(huán)之間的接觸所引起的短路。在靶和靶支座之間的支承面也由此保持居中位于冷卻板裝置(如在靶和靶定位環(huán)之間)內(nèi)并且在采用金屬箔冷卻板時(shí)在靶內(nèi)得到均勻的應(yīng)力。支承面可以因此被最小化。代替在冷卻板內(nèi)設(shè)置“凸起(突出部)從靶突入其中”的內(nèi)凹部，也可以在靶內(nèi)設(shè)置內(nèi)凹部并且將冷卻板裝置的容納體(例如靶定位環(huán))設(shè)計(jì)成具有向內(nèi)凸起的突出部，該突出部插入該靶的內(nèi)凹部中，如圖4所示。通過(guò)在現(xiàn)有的冷卻板中采用本發(fā)明而得到突出優(yōu)點(diǎn)，在這里，在靶和冷卻板之間的過(guò)小縫隙通過(guò)使用墊圈而可被擴(kuò)大。如果靶被安裝在墊圈中且墊圈隨后被安裝到冷卻板上，則在靶和冷卻板之間的整個(gè)縫隙(縫隙1和2)和進(jìn)而所加入的功率也可被增大，如圖5所示。附圖說(shuō)明現(xiàn)在將結(jié)合附圖來(lái)舉例詳述本發(fā)明。圖1示意性示出靶和支座。圖2示出包括靶、冷卻板和陽(yáng)極環(huán)的涂覆源。圖3以橫剖和局部俯視圖示出帶有支座的本發(fā)明的板的實(shí)施方式。圖4以俯視圖示出帶有支座的本發(fā)明的板的實(shí)施方式。圖5示出本發(fā)明的實(shí)施方式的橫截面局部。圖6以俯視圖及相關(guān)局部圖示出帶有支座的本發(fā)明的板。圖7示出內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，其中，該突出部包括倒圓結(jié)構(gòu)。圖8以俯視圖示出帶有支座的本發(fā)明的板，其中，該板具有長(zhǎng)方形頂面。具體實(shí)施方式公開(kāi)了一種帶有支座的圓盤(pán)形板，其構(gòu)成“板-支座”系統(tǒng)，其中，該板具有在其周向大延伸范圍內(nèi)呈圓形的頂面，該頂面帶有靠外的板邊緣，并且該板的材料具有第一熱脹系數(shù)α1，該支座具有在其周向大延伸范圍內(nèi)呈圓形的開(kāi)口，所述開(kāi)口由靠?jī)?nèi)的支座鑲邊限定，并且支座材料具有第二熱脹系數(shù)α2，并且-在室溫下，該支座的開(kāi)口的周長(zhǎng)大于該板的頂面的周長(zhǎng)，由此在該板居中位于該支座的開(kāi)口中時(shí)，在板邊緣和靠?jī)?nèi)的支座鑲邊之間存在具有規(guī)定縫寬S的縫隙，并且-α2<α1，并且-該板邊緣包括一個(gè)或多個(gè)突出部，該突出部從圓形表面的中心看在徑向上從板邊緣表面延伸經(jīng)過(guò)突出部長(zhǎng)度，并且插入該支座鑲邊的具有內(nèi)凹長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)內(nèi)凹部中，和/或該板邊緣包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)凹部，該內(nèi)凹部從板邊緣看在朝向該圓形表面的中心點(diǎn)方向上延伸經(jīng)過(guò)內(nèi)凹部長(zhǎng)度，并且供支座鑲邊的具有突出部長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)突出部插入其中，-其中，“板-支座”系統(tǒng)包括至少三個(gè)這樣相互嵌合的內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，并且其中，針對(duì)該內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，相應(yīng)的徑向長(zhǎng)度是如此相互協(xié)調(diào)的，即在室溫下在徑向上每個(gè)內(nèi)凹部以最多達(dá)到徑向間距d的程度接合至該突出部，該徑向間距d的數(shù)量級(jí)對(duì)應(yīng)于縫寬S的數(shù)量級(jí)，并且對(duì)于該內(nèi)凹部-突出部配對(duì)，在切向上相應(yīng)的寬度剖面形狀是如此相互協(xié)調(diào)的，即，所述內(nèi)凹部能用作導(dǎo)軌用于對(duì)應(yīng)的突出部，其在切向上的縫隙sp小于S，并且是如下做到的：不僅在室溫下，也在該板比該支座更顯著膨脹的較高溫度下，膨脹的板總是定中錨固在該支座內(nèi)，最多達(dá)到所述縫隙sp。對(duì)于上述的帶有支座的板，最好可以如此選擇所述縫寬S、徑向間距d和縫隙sp，即：直到至少450℃溫度、最好直到至少500℃、還更好直到至少650℃的條件下，該板在該支座內(nèi)可以自由膨脹。對(duì)于上述的帶有支座的板，最好在該板內(nèi)的突出部和/或內(nèi)凹部相互等距分布。對(duì)于上述的帶有支座的板，該支座最好可以是環(huán)形的，或者包括用于容納該板的環(huán)形部分。對(duì)于上述的帶有支座的板，最好實(shí)現(xiàn)四個(gè)內(nèi)凹部-突出部配對(duì)。在上述的板-支座系統(tǒng)中，該板可以是用在PVD工藝中的靶，該板-支座系統(tǒng)構(gòu)成相應(yīng)的涂覆源的一部分。在上述的涂覆源中，可以設(shè)置用于連接電壓源的機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)允許該靶相對(duì)于一個(gè)電極比置于負(fù)電位，從而該靶可用作陰極，該電極可用作陽(yáng)極。在上述涂覆源中，該支座的一些部分可以構(gòu)成冷卻裝置的至少一部分。上述支座能以墊圈形式構(gòu)成。該冷卻裝置最好可以是金屬箔冷卻板類型的裝置。上述陽(yáng)極最好可以圍繞該靶布置，并且以陽(yáng)極環(huán)形式構(gòu)成。在上述帶有支座的板中，該縫隙sp最好可以最多是縫寬S的一半大小，并且尤其優(yōu)選比縫寬S小一個(gè)數(shù)量級(jí)。在上述帶有支座的板中，該寬度剖面形狀可以在至少一個(gè)突出部的、最好是多個(gè)突出部的且尤其最好是所有突出部的導(dǎo)向區(qū)內(nèi)在軸向上i)不具有棱邊，由此不會(huì)出現(xiàn)在通過(guò)相應(yīng)的內(nèi)凹部得到的導(dǎo)軌中的夾住，或者ii)至少在該內(nèi)凹部延伸的徑向局部中包括平行筆直的壁。在上述帶有支座的板中，至少一個(gè)突出部的、最好是多個(gè)突出部的且尤其最好是所有突出部的寬度剖面形狀可以至少在內(nèi)凹部擔(dān)負(fù)導(dǎo)向功能的徑向局部中i)具有平行筆直的壁，或者ii)不具有棱邊，由此不會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的突出部在由內(nèi)凹部得到的導(dǎo)軌內(nèi)的夾住。在上述帶有支座的板中，i)至少一個(gè)內(nèi)凹部的寬度剖面形狀至少在該內(nèi)凹部擔(dān)負(fù)起導(dǎo)向功能的徑向局部?jī)?nèi)具有平行筆直的壁，或者ii)至少一個(gè)內(nèi)凹部的寬度剖面形狀至少在該內(nèi)凹部擔(dān)負(fù)起導(dǎo)向功能的徑向局部?jī)?nèi)沒(méi)有棱邊，由此不可能出現(xiàn)在由相應(yīng)內(nèi)凹部得到的導(dǎo)軌內(nèi)夾住。最好在一個(gè)、多個(gè)或全部的內(nèi)凹部-突出部配對(duì)中，或者同時(shí)滿足上述可行方式i)，或者同時(shí)滿足上述可行方式ii)。公開(kāi)了一種具有如上所述的涂覆源的PVD設(shè)備。