Die Smart E-vaporator Serie - Elektronenstrahlquellen und -verdampfer

Elektronenstrahlen stellen einen leicht kontrollierbaren, hohen Energiestrom dar und eignen sich deshalb hervorragend, um Materialien im Hochvakuum schnell zu erhitzen, zu schmelzen und zu verdampfen.

THEVA hat mit der Smart E-vaporator Serie eine neue Klasse von handlichen Elektronenstrahlquellen herausgebracht, die ein breites Anwendungsfenster eröffnen und für hohe Flexibilität und Langlebigkeit stehen.

THEVA hat ein neues Konzept für die Elektronenstrahlheizung im Kilowatt-Bereich entwickelt und damit ein vielseitiges Produktionsmittel geschaffen.

Die Kernidee war dabei die räumliche Trennung von E-Strahlerzeugung und Zielgebiet. Dadurch gewinnt man sehr viel Freiheit bei der Anordnung der Komponenten. Der Abstand zur E-Strahlquelle vermindert das Verschmutzungsrisiko der Hochspannungskomponenten und bedeutet einen erheblichen Gewinn an Zuverlässigkeit.

Der E-Strahl reagiert trägheitsfrei und erlaubt dadurch eine sehr schnelle Ablenkung (bis zu 400 Hz), präzise Definition der beheizten Fläche, sowie eine Synchronisierung der Strahlführung mit anderen Arbeitsabläufen.

Innerhalb der Zielregion kann der Elektronenstrahl extrem hohe Temperaturen erzeugen. Kurze Taktzeiten und lange Standzeiten ermöglichen Automatisierung, hohen Durchsatz und damit niedrige Stückkosten in der Produktion.

Zwei Konzepte – ein Ziel: Dauerbetrieb

Beheizter Tiegel mit Drahtnachführung

E-Strahl-beheizte Tiegel sind hervorragend geeignet für die Langzeit-Metallbeschichtung. In dieser kompakten Anordnung trifft der E-Strahl von unten auf den Tiegel und ermöglicht eine gleichmäßige Verdampfung mit hoher Rate und eine extrem geringe Wärmebelastung des Substrats.

Ein Drahtförderer erlaubt trotz kompakter Quelle eine Langzeitbeschichtung mit hohem Materialdurchsatz. So lassen sich viele Kilometer Draht von einer Vorratsspule zuführen und aufgrund des Tiegeldesigns ohne zusätzliche Regelung verdampfen. 

Zur einfachen Nachrüstung hat THEVA die Drahtnachführung mit einer Drahteinschleusung ins Vakuum kombiniert. Dadurch befinden sich alle Komponenten und der Materialvorrat leicht zugänglich außerhalb der Kammer.

Die lineare E-Kanone bietet ein Maximum an Designfreiheit

Diese E-Kanone erzeugt einen E-Strahl, der durch eine Elektronenoptik exakt geführt und auf Millisekunden-Zeitskala kontrolliert werden kann. Damit können mehrere Kilowatt an Leistung präzise auf das gewünschte Zielobjekt übertragen werden.

Die Einsatzmöglichkeiten reichen von Oberflächenheizung zum Reinigen, Desorbieren oder Härten, über das Aufschmelzen oder Vakuumlöten bis zum Verdampfen von Material. Dabei kann der Strahl Temperaturen von mehreren tausend Grad erzeugen – genug um praktisch jedes Material zu verdampfen.

Durch differenzielles Pumpen der Quelle ist sogar der Betrieb in Reaktivgasumgebung möglich.

Die Trennung von E-Strahlquelle und Zielregion eröffnet sehr viel Freiheit bei der Auslegung des Gesamtsystems.

So lassen sich Materialien in Form von Granulat oder Stäben zuführen und auch ungewöhnliche Beschichtungsgeometrien verwirklichen. Mithilfe dieser Anordnung ließen sich durch kontinuierliches, quantitatives Verdampfen selbst Beschichtungen komplexer Materialverbindungen erfolgreich herstellen.

Vorteile der Smart E-vaporator

• Kompakte Verdampferquelle mit hohem Materialdurchsatz durch Materialförderer
• Geringe Verschmutzung und lange Standzeit
• Hochratenverdampfung
• Geringer Wärmeeintrag auf empfindliche Substrate
• Designfreiheit bei Tiegeln und Zielobjekten

Details und technische Spezifikationen entnehmen Sie dem Datenblatt.