Brevet FR2216671A1 — publié le 19740830

La présente invention concerne une pompe à pulvérisation ionique comprenant un carter disposé entre des pôles magnétiques et dans lequel est disposée, en plus d'une anode, au moins une cathode constituée par une plaque de support sur laquelle est retenu le matériau cathodique. On connaît par la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Allemagne sous le nO AS 1 489 231 une pompe à pulvérisation ionique dans laquelle les éléments cathodiques retenus sur le support sont en forme de pastilles : Etant donné que les éléments cathodiques sont généralement en titane ou en tantale, c'est-à-dire en des matières qutil est très difficile, voireimpossible de braser ou de souder, leur retenue est assurée entre la plaque de support et une autre tôle munie de chats ses pour les éléments cathodiques. Cette autre tôle est associée à la plaque de support par soudure ponctuelle. Ce mode de retenue des éléments cathodiques sur la plaque-support a l'inconvénient de ne pas permettre un bon contact thermique entre ces éléments et cette plaque.En outre, dans cette pompe connue par ladite demande de brevet AS 1 489 231 aucune disposition n'a été prise pour évacuer la chaleur de la plaque-support. Aussinotamment les éléments cathodiques deviennent-ils très chauds (jusqu'à 2000), de sorte que les gaz inclus sont partiellement libérés à nouveau. Le problème que veut résoudre l'invention est d'améliorer considérablement le comportement thermique de pompes à pulvérisation ionique. Dans une pompe à pulvérisation ionique comportant un carter disposé entre des pôles magnétiques et dans lequel est placée, en plus du système anodique au moins une cathode constituée par une plaque-support sur laquelle est maintenue la matière cathodique, la solution apportée par l'invention à ce problème consiste essentiellement à appliquer la matière cathodique sur la plaque-support par le procédé de placage par explosion. Il existe, dans une pompe à pulvérisation ionique~ainsi conçue, un très bon contact thermique entre la matière cathodique et la plaque-support, de sorte qu'une bonne évacuation dé la chaleur, notamment de celle engendrée dans la matière cathodique, est assurée en direction de la plaque-support à laquelle peuventsêtre affectés par exemple des moyens refroidisseurs.Un autre avantage est que dans les cathodes réalisées selon l'invention il se forme beaucoup moins que jusqu'à présent de poches ou fentes gazeuses qui libèrent leur gaz ultérieurement. Enfin, le comportement en service d'une pompe conçue selon l'invention est considérablement amélioré au démarrage et aux pressions élevées (p supérieur à 10 5 Torr). Une forme de réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que la cathode est composée d'une pluralité d'éléments cathodiques en forme de pastilles connus en soi mais qui comportent chacun, en tant que plaque-support, un culot constitué en un matériau qui peut être réuni au carter de la pompe par brasure ou soudure. Egalement dans cette forme d'exécution le contact thermique entre les éléments cathodiques et la plaque-support est bon. De plus, étant donné que les culots peuvent être brasés ou soudés au carter, un bon contact thermique est assuré également avec ce dernier. I1 y a avantage à ce que la plaque-support soit constituée par une partie du carter entouré par l'aimant, ce qui conduit non seulement à une meilleure possibilité dlevacuation thermique mais en outre à une économie de matière. Un procédé de fabrication d'éléments cathodiques avec les culots décrits ci-dessus consiste, selon l'invention, à superposer l'une sur l'autre une tôle du matériau cathodique et une tôle en acier allié et à les réunir l'une à l'autre par placage par explosion, puis à découper par estampage dans cette tôle composite les éléments cathodiques en pastilles ayant la forme désirée. Etant donné le problème à résoudre, ce procédé de fabrication est particulièrement favorable, car grâce à lui la transmission thermique de la matière cathodique au culot est assurée dans d'excellentes conditions. I1 n'y a pas de difficultés à ce que ce culot soit soudé par points à la plaque-support, ce qui contribue également à favoriser cette transmission. Dans le cas d'une pompe à pulvérisation ionique comportant un carter disposé entre des pôles magnétiques et dans lequel au moins une cathode est disposée en plus d'une anode, une autre solution avantageuse apportée par l'invention au problème défini plus haut consiste à prévoir entre chacun des pôles magné tiques et le carter une tôle refroidisseuse en un matériau bon conducteur de la chaleur, pour évacuer les calories engendrées dans les parois du carter. Etant donné que le carter est généralement en acier allié, c'est-à-dire en un matériau relativement mauvais conducteur thermique, c'est la tôle refroidisseuse en cuivre, en aluminium ou autre qui assure 11 évacuation de ces calories. Grace à cette disposition il est possible de maintenir à une niveau plus bas que Jusqu'à présent les températures du carter et de-l'aimant. D'autres avantages et détails de l'invention vont être expliqués à l'aide d'exemples d'exécution et avec référence au dessin, sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe au travers d'une cellule d'une pompe à pulvérisation comportant une anode mul ticellulaire, et - la figure 2 est une vue analogue à la fig-.l d'une autre forme d'exécution de l'invention. On voit à la fig.l une cellule 1 d'une pompe à pulvérisation avec une anode multicellulaire 2. La matière cathodique 3 est appliquée par placage par explosion sur les plaques-supports 4 qui constituent une partie du carter 6. Hors de ce dernier sont disposés les pôles 7 et 8 d'un aimant ayant une culasse 9. Des serpentins refroidisseurs 12 sont prévus pour refroidir le carter 6 et les pôles magnétiques 7 et 8. On voit à la fiv.2 également une cellule 1 d'une pompe à pulvérisation avec une anode multicellulaire 2. En regard des ouvertures de cette anode sont disposés les éléments cathodiques 3 en forme de pastilles reliés chacun à la paroi latérale 5 du carter 6 par l'intermédiaire d'un culot 3 constituant la plaquesupport. Dans l'exemple d'exécution selon la fig.2 sont en outre disposées, entre les pôles magnétiques 7 et 8 et la paroi latérale 5 du carter, les tôles refroidisseuses îb et 11 qui, afin d'assurer un bon contact thermique, touchent à la fois les parois 5 et les pôles 7 et 6-resPectivement. En outre, les tôles refroidisseuses 10 et 11. sont en bon contact thermique avec les serpentins refroidisseurs 12 disposés sur le côté des pôles magnétiques 7 et 8. Les éléments cathodiques 3 sont associés à leurs culots par placage par explosion. La fixation de ces culots , de préférence en acier allié, sur la paroi 5 du carter également en acier allié est avantageusement assurée par soudure par points. Dans une pompe à pulvérisation ionique ainsi conçue l'évacuation des calories de l'élément cathodique 3 aux tôles refroidisseuses 10 et 11 et aux serpentins refroidisseurs 12 a lieu par l'intermédiaire du culot et de la paroi 5 du carter 6. En même temps, les pôles magnétiques 7 et 8 sont protégés contre un échauffement indésirable par les tôles refroidisseuses 10 et 11. REVENDICATION S 1.- Pompe à pulvérisation ionique comprenant un carter disposé entre des pôles magnétiques et dans lequel est disposée, en plus d'une anode, au moins une cathode constituée par une plaque de support sur laquelle est retenu le matériau cathodique, cette pompe -étant remarquable en ce que la matière cathodique a été appliquée sur la plaque-support par placage par explosion. 2.- Pompe à pulvérisation ionique selon la revendication 1, remarquable en ce que des moyens de refroidissement de la plaque-support sont prévus. 3.- Pompe à pulvérisation ionique selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce que la cathode est composée d'une pluralité d'éléments cathodiques en forme de pastilles connus en soi mais qui comportent chacun, en tant que plaque-support, un culot constitué en un matériau qui peut être réuni au carter de la pompe par brasure ou soudure. A.- Pompe à pulvérisation ionique selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que le carter et la plaque-support sont en acier allié. 5.- Pompe à pulvérisation ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, remarquable en ce que le carter et les culots des éléments cathodiques sont en acier allié. 6.- Pompe à pulvérisation ionique selon llune quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que la plaque-support constitue une partie du carter de la pompe. 7.- Pompe à pulvérisation ionique selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce qu'entre chacun des pôles magnétiques et le carter est prévue une tôle refroidisseuse en un matériau bon conducteur de la chaleur, pour évacuer les calories engendrées dans les parois du carter. 8.- Pompe à pulvérisation ionique selon la revendication 7, remarquable en ce que les dimensions des tôles refroidisseuses sont choisies de manière que ces dernières soient en contact avec le carter, les pôles magnétiques et des serpentins refroidisseurs disposés à côté de ces pôles. 9.- Procédé de fabrication d'éléments cathodiques selon la revendication 3, remarquable en ce qu'il consiste à superposer l'une sur l'autre une tôle du matériau cathodique et une tôle en acier allié et à les réunir l'une à l'autre par placage par explosion, puis à découper par estampage dans cette tôle composite les éléments cathodiques en pastilles ayant la forme désirée.