用于对电极调温的系统以及处理设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于对电极调温的系统。为了提供一种改善的用于对电极调温的系统和一种具有这样的系统的处理设备，本实用新型专利技术提出：所述系统具有至少一个热导管、至少一个耦合元件和至少一个调温装置。在此，所述热导管适合于至少部分地并且以至少一个第一端部设置在电极中。所述耦合元件适合于加热或冷却热导管的第二端部，而调温装置适合于加热或冷却耦合元件。在此，所述电极和所述调温装置相互电分离。本实用新型专利技术还涉及一种处理设备，所述处理设备具有处理室和至少一个在处理室之内的电极以及至少一个这种用于对电极调温的系统。通过本实用新型专利技术保证在调温装置和电极之间的良好电解耦并且避免或减少现存的调温系统的其他缺点。

System and processing equipment for temperature control of electrodes

【技术实现步骤摘要】
用于对电极调温的系统以及处理设备
本技术涉及一种用于对一个或多个电极调温的系统。在此，对所述一个或多个电极调温通过热导管实现，由此由调温装置能实现对电极均匀调温和电解耦。此外，本技术涉及一种处理设备。
技术介绍
在半导体技术、例如太阳能电池制造和表面技术、如光学镜片涂层的大量方法中应用处理工艺，在这些处理工艺中能量通过电极引入。对此的示例特别是用于施加、去除或改变覆层的等离子体工艺。所使用的电极在此也可以用作基层支架或气体供应器。通常应将所使用的电极保持在确定的温度上，例如以便将一个或多个基层置于对于所规定的工艺合适的温度并且保持在所述温度上或者以便避免过强地加热电极。为了对这样的电极实现均匀调温，常见地使用流体系统或电阻性的加热器作为调温装置。在流体系统中，电极被流体、例如油、水或气体穿流，其中，流体由外部供应并且又向外部导出。电阻性的加热器要么作为面状元件要么作为直线或卷绕的加热丝设置在电极上或电极中，其中，为加热器与电极功率无关地由外部供应电能。然而在这两种情况中，电极功率的一部分通过调温装置向外部导出，由此供本来的加工工艺使用的功率减少并且也可能损害调温装置本身的部件。因此，通常耗费的绝缘或滤波电路是必要的，以便将调温装置与电极电解耦。这特别是对于高频电极、例如频率在10kHz至100MHz的范围中的电极功率中是重要的。此外，流体系统(特别是当油用作流体时)还具有其他缺点。这样，电极或基层支架借助于油加热装置可达到的温度例如限制于约350℃。此外，基于通过流体在流动通过电极或基层支架期间的热量散发而出现在流体进入电极的地方与流体从电极排出的地方之间的温度差，由此不可能均匀地对电极调温。同样因为如此，在流体系统、特别是基于油的调温装置中存在在工艺设备之内泄露的危险，这与用于清洁设备的巨大耗费相联系。电阻性的加热器的缺点在于，这些加热器仅允许加热电极或基层支架，然而不允许主动冷却。原则上也已知使用热导管、也称为热管，特别是用于冷却覆层设备中的元件。这样，例如WO95/16804A1描述借助于热导管对气体分配板冷却，所述热导管垂直于气体分配盘的流出表面延伸并且在一个端部上被冷却套包围，冷却液体流动通过所述冷却套并且在此与热导管的表面直接接触。在EP2481831A1中也提到应用用于从高频电极导出热量的热导管，而电极的加热通过热催化器、电阻性的加热器或加热流体进行。
技术实现思路
本技术的任务在于，提供一种改善的用于对电极、特别是高频电极调温的系统和一种具有这样的系统的处理设备，其中，保证在调温装置和电极之间的良好电解耦并且避免或减少现存的调温系统的其他缺点。按照本技术的用于对电极调温的系统具有至少一个热导管、至少一个耦合元件和至少一个调温装置。热导管适合于至少部分地并且以至少一个第一端部设置在电极中，而耦合元件适合于加热或冷却所述热导管的第二端部。调温装置又适合于加热或冷却耦合元件并且因此用作关于电极的热源或热宿。在此，电极和调温装置相互电流分开，从而调温装置与电极电解耦。电极本身并非必要地是按照本技术的用于对电极调温的系统的组成部分，而电极与用于对电极调温的系统相互协调并且适合于相互耦合。为此，所述电极至少适合于至少将热导管的第一端部容纳在电极的内部中。热导管、也称为热管是由包套材料制成的管，所述管配设有特殊的内部结构、例如毛细管或嵌入的金属丝编织网。工作介质位于热导管的封闭容积内，所述工作介质填充部分成液态、部分成蒸汽态的体积。在此，热量从工作介质蒸发的热量输入处传递至工作介质又冷凝的热量输出处，在热量输入处。由于高的热流密度，因此大的热流(例如50W)能在相对小的热量输入面(例如5cm2)时在相对大的路程(例如40cm)上在非常短的时间(例如在几秒)内以在热导管的整个长度上的非常小的温度梯度(约0.5K)来输送。对于本领域技术人员已知热导管的不同实施形式。包套材料例如可以是金属如铝、铜、镀镍的铜、不锈钢或由不同金属制成的合金，但也可以是玻璃或陶瓷或复合材料。在此，管可以使具有圆形、椭圆形、四角或多角形或任意其他的横截面，其中，所述横截面也可以非常扁平(几乎带状或面状)地构造。作为工作介质可以按照希望的温度范围使用例如水、钠或汞。热导管的数量和形状以及在使用多个热导管时热导管的布置结构可以按照要传递的热量和电极的几何形状来选择。在此，热导管可以实施为直棒或者以弯曲的形状实施，其中，多个弯曲部、例如以迷宫形状或三维的弯曲部也是可能的。热导管到电极上的热耦合通过热传导进行，其中，所述热导管插接、夹紧、旋拧、粘接或焊接到电极中。本领域技术人员根据现有的边界条件、例如工艺气体、要达到的电极温度、电极材料、电极电压的传递等借助于其知识来选择所述至少一个热导管的材料和几何形状、其布置结构和紧固在电极之内的方式。因此，例如可以利用金属热导管来将电极电压从电压供应装置输送到电极上。所述电极可以包括不同材料或包括由不同材料制成的层构造，其中，然而电极的至少一个组成部分是导电的，以便在电极上达到电势的希望的分布。典型的电极材料是铝、石墨、不锈钢或复合材料。通常，电极是扁平体，所述扁平体具有两个相对置的表面，所述表面(关于这些表面的距离)具有大的横向尺寸。至少一个所述表面用于产生电场和/或保持一个或多个基层并且以下被称为作用面。因此，按本申请的意义，不加载电压并且接地或浮动的基层支架应被理解为电极。然而，电极例如也可以是气体分配器或包含这样的气体分配器。电极的电接通可以利用低频至高频的直流电压或交流电压进行，其中，按照本技术的系统特别适合于对电极调温，所述电极加载高频电压，例如加载13.56MHz或40MHz的频率。电极可以由一件或由多个部件、例如由半壳组成，其中，各个部件通过铆接、熔焊、钎焊、粘接、拧紧、夹紧或其他接合技术相互连接。在电极中优选构成有用于容纳所述至少一个热导管的凹部，所述一个或多个热导管可以插入、旋入或置入到所述凹部中。所述一个或多个热导管至少部分地以其纵向延伸尺寸(在热导管的第一和第二端部之间)平行于电极的作用面延伸。所述耦合元件借助于调温装置加热或冷却，所述耦合元件用于将热量传递到所述热导管上或从所述至少一个热导管传递出。在第一实施形式中，所述耦合元件是电极的外表面的至少一部分，其中，热导管的第二端部邻接于所述外表面的该部分。在此，耦合元件在此仅包括相当于电极的外表面的部分的传热面，其中，所述传热面相对于电极的其他区域具有提高的热吸收度。为此，电极的外表面的该部分例如可以以炭黑、石墨或漆涂黑，该部分的表面被粗糙化或者配设有其他高吸收的薄的(厚度小于或等于50μm)覆层。铝电极例如可以在外表面上被阳极氧化处理。优选地，所述具有耦合元件的外表面不具有电极的作用面。此外优选地，所述外表面的整个面形成耦合元件。第一实施形式特别适合于将红外辐射器用作调温装置，其中，耦合元件具有在红外辐射器的谱区域中大于或等于0.5、优选在0.7至0.9的范围内的热吸收度(发射率)，而电极的其余区域按照覆层度具有约0.2的发射率。耦合元件的面积优选明显小于电极的作用面并且例如为小于作用面的15％并且例如小于整个电极表面(电极的上侧和底侧以及外侧)的10％。热导管到耦合元件上的热耦合通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于对电极调温的系统，所述系统具有至少一个热导管、至少一个耦合元件和至少一个调温装置，其中，所述热导管能至少部分地并且以至少一个第一端部设置在电极中，所述耦合元件适合于加热或冷却热导管的第二端部，并且调温装置适合于加热或冷却耦合元件，其中，所述电极和所述调温装置相互电分离。

【技术特征摘要】
2017.12.21 DE 102017223592.61.用于对电极调温的系统，所述系统具有至少一个热导管、至少一个耦合元件和至少一个调温装置，其中，所述热导管能至少部分地并且以至少一个第一端部设置在电极中，所述耦合元件适合于加热或冷却热导管的第二端部，并且调温装置适合于加热或冷却耦合元件，其中，所述电极和所述调温装置相互电分离。2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦合元件是电极的外表面的至少一部分，热导管的第二端部邻接于该部分并且该部分相对于电极的其他区域具有提高的热吸收度。3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦合元件是与电极分开的由具有高导热性的材料制成的基体并且能设置在电极的外表面的如下区域中，所述区域邻接于电极的可至少设置有热导管的第二端部的体积区域。4.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦合元件是与电极分开的由具有高导热性的材料制成的基体，在该基体中至少设置有热导管的第二端部。5.按照权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述耦合元件由导电的材料制成。6.按照权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述耦合元件由电绝缘的材料制成。7.按照权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述耦合元件具有相对于耦合元件的其他区域提高的热吸收度或提高的导热性的传热面。8.按照权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，所述调温装置是红外辐射器、感应器、电阻性的加热器或基于流体的装置。9.按照权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，所述系统还包含温度测量单元和控制单元，其中，所述温度测量单元适合于确定与耦合元件的温度相关联的参数，控制单元适合于控制调温装置。10.处理设备，具有处理室和至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·伯姆，S·拉施克，
申请(专利权)人：迈尔博尔格德国有限公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE