DE3009836A1

DE3009836A1 - Verfahren und vorrichtung zum verlaengern der nutzungsdauer von zerstaeubungskathoden

Info

Publication number: DE3009836A1
Application number: DE19803009836
Authority: DE
Inventors: G Frederick Nichols; Lawrence E O'connell
Original assignee: Delbar Products Inc
Current assignee: Delbar Products Inc
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1980-09-25
Also published as: CA1118715A; JPS55128580A; JPS593545B2; US4200510A

Description

erzeugt, an die eine ausreichende nagative Spannung angelegt wird, um die Gasatome zu ionisieren und gegen die Kathode zu treiben, was deren Metall bewirkt, zu verdampfen und, seinerseits als Film auf einen Träger abgelagert zu werden, der unmittelbar vor der Kathodeneinheit angeordnet ist.

Bei dem Vorgang dieses Ablagerns des Kathodenmetalls auf dem Träger, wird eine Mulde aus der Kathodeneinheit weggefressen, bzw. erodiert , der der Ringform des durch die ebene Magnetron-Einheit erzeugten magnetischen Feldes entspricht. ¥emi sich die Tiefe der Mulde über die Ausgangsstärke der Metallkathode erstreckt, ist es erforderlich, die Kathodeneinheit zu ersetzen, selbst dann, wenn nur ein Teil des. Kathodenvolumens verbraucht worden ist. Bisher mußten die bekannten Kathodeneinheiten ersetzt werden, wenn zwischen 20 % und 30 % des Kathodenmetalls verbraucht waren.

Die Kosten einer typischen rechteckigen Kathodeneinheit, die aus reinem Chrom hergestellt ist und die eine Breite von etwa 30 cm und eine Länge von 74 cm sowie eine Stärke von etwa 25 mm hat, liegen in der Größenordnung von $ 6.500. Wie bereits erwähnt wurde, mußten in der Vergangenheit solche Einheiten ersetzt werden, obwohl 70 % bis 80 % des Kathodenvolumens noch unverbraucht waren. Vom Standpunkt des Benutzers aus ist eine derart niedrige volumetrische Ausbeute unerwünscht, zumal immer teuere Kathodenwerkstoffe, wie Gold, Platin, Silber oder

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Palladium für Zerstäubungs- oder Verdampfungsablagerungsverfahren verwendet werden. Die Erfindung bezweckt, die Nutzungsdauer einer verbrauchbaren Kathodeneinheit, die zum Zerstäubungs- oder Verdampfungsablagern verwendet wird, durch so umorientieren des unverbrauchten Metallvolumens der Einheit erheblich zu vergrößern, daß es zum Ablagern zur Verfügung steht, ohne daß die Teile der ursprünglichen Kathodeneinheit erneuert werden müssen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine verbrauchbare Kathodeneinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen, die in etwa das Volumen des Metallkathodenwerkstoffes, der zur Ablagerung zur Verfügung steht, verdoppelt und aus diesem Grunde die Kosten des verbrauchbaren Metalles etwa auf die Hälfte absenkt.

Wie bereits erwähnt wurde, wird eine Art der Ablagerungseinrichtung, in der die verbrauchbare Metallkathodeneinheit gemäß der Erfindung verwendet wird, als ebenes Magnetron bezeichnet. Diese Einrichtung umfaßt eine verbrauchbare Metallkathode, die in einer Vakuumkammgr liegt, in die ein nicht oxydierendes Gas, beispielsweise Argon, eingebracht wird und in der ein Trägerwerkstoff angeordnet ist, auf den ein dünner Film des Kathodenmetalls abgelagert wird. Eine ringförmige Magnetspule ist direkt hinter der Kathodeneinheit angeordnet. Die Magnetspule wird erregt, um eine geschlossene Magnetfeldschleife über den Kathodenwerkstoff zu erzeugen. Das Magnetfeld ionisiert das nicht oxydierende Gas und beschleunigt die geladenen Atome

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in dem Magnetfeld und bewirkt, daß die Atome mit der Oberfläche des Kathodenmetalls in der Vakuumkammer kollidieren und diese dabei verdampfen. Das verdampfte Kathodenmetall wird linear von der Kathodeneinheit weg beschleunigt und kondensiert als ein gleichmäßig verteilter Film auf den unmittelbar darunter angeordneten Trägerwerkstoff.

Der Erosionsbereich der Kathodeneinheit entspricht in der Breite und der Länge im wesentlichen dem ringförmigen Magnetfeld, wobei die Breite durch die Magnetfeldlinien über die Kathodeneinheit etwa parallel zu deren Oberfläche bestimmt ist. Die Tiefe der Erosion in die Kathode ist bestimmt durch eine Stromdichte durch die Kathode und über einen Zeitabschnitt, was eine ausgefressene Mulde erzeugt, die einen gekrümmten V-förmigen oder doppelt konvexen Querschnitt hat. An dem Zeitpunkt, wenn sich der Boden der ausgefressenen Mulde der Ausgangsdicke der Kathode annähert, ist es erforderlich, die Kathodeneinheit auszuwechseln, obwohl nur 20 % bis 30 % des Kathodenvolumens verbraucht worden sind. Mit anderen Worten: Weniger als 1/3 des Ausgangskathodenvolumens waren verbraucht, wenn der Austausch bisher erforderlich wurde.

Gemäß der Erfindung ist die Kathodeneinheit aus einer Vielzahl von individuellen Kathodenteilen gebildet, die so aneinanderliegend angeordnet sind, daß sie eine kontinuierliche und geschlossene Länge von verbrauchbarem Metall bilden. Diese

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individuellen Kathodenteile umfassen genauer gesagt zwei Paare von Endteilen, die zwei Längsreihen von aneinanderliegenden Kathodenteilen quer verbinden, die alle zusammen eine geschlossene und kontinuierliche Schleife von verbrauchbarem Metall bilden, das über dem erzeugten Magnetfeld liegt. Im Betrieb werden die individuellen Kathodenteile erodiert oder derart ausgefressen, daß eine kontinuierliche ringförmige Spur bzw. eine Mulde entsteht, die eine gekrümmte V-förmige Gestalt oder doppelt konvexen Querschnitt hat, wobei der tiefste Teil der Mulde immer zwischen der Breite jedes Kathodenteiles liegt. Die kontinuierliche und ringförmig erodierte Mulde umfaßt lineare oder gerade Abschnitte, die durch die beiden Längsteilreihen gebildet sind, und gekrümmte oder gebogene Abschnitte, die durch die Endkathodenteile geformt sind.

Zu dem Zeitpunkt, wenn der tiefste Teil der Mulde sich der Ausgangsstärke der Kathodenteile nähert,muß die Kathodeneinheit ersetzt werden. Gemäß der Erfindung wird jedes Kathodenteil der Längsreihen längs des tiefsten Teiles der Mulde getrennt und mit den dicksten oder am wenigsten ausgefressenen Teilen der getrennten Kathodenteile quer aneinanderliegend wieder zusammengefügt. Gleichzeitig werden die vier Endkathodenteile um 180° auf ihrer Basis gedreht, um den nicht ausgefressenen Bereich an die letzten voneinander getrennten und wieder zusammengefügten Kathodenteile in Anlage zu bringen. Die voneinander getrennten und wieder zusammengefügten und die gedrehten Kathodenteile

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bilden auf diese Weise eine neue Kathodeneinheit, bei der die dicksten oder am wenigsten· ausgefressenen Kathodenteile jedes Kathodenteiles so ausgerichtet sind, daß sie das Volumen des ausgefressenen Troges wieder anfüllen, um eine neue und kontinuierlich geschlossene Länge von nicht ausgefressenem Kathodenmetall zu schaffen. Auf diese Weise ist die Nutzungsdauer de verbrauchbaren Kathodeneinheit verdoppelt, wodurch die Erneuerungskosten einer solchen Einheit etwa um die Hälfte verringert werden.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Querschnittes durch ein ebenes Magnetron, das die erfindungsgemäße Kathodene inhe it enthält;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Magnetfeldes, das in der erfindungsgemäßen Kathodeneinheit erzeugt wird;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer neuen nicht ausgefressenen Katho dene inhe it;

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Pig. 5 die gleiche perspektivische Ansicht eirer Kathodeneinheit, bei der ein ringförmiger Trog ausgefressen worden ist;

Fig. 6 einen ausgefressenen Längskathodenteil vor und + 7 nach dem Trennen;

Fig. 8 einen getrennten und wieder zusammengefügten Längskathodenteil und

Fig. 9 eine neu orientierte und wieder zusammengefügte Kathodeneinheit.

Ein ebenes Magnetron 10 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt und ist ein Beispiel eines energieerzeugenden Mechanismus, mit dem die Metallkathodeneinheit gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Das Magnetron umfaßt ein erstes Gehäuse 12, in dem eine ringförmige Magnetwicklung 14 angeordnet ist. Wegen der von dieser erzeugten Wärme ist die Wicklung 14 und eine Dichtung 26 durch fließendes Wasser gekühlt. Ein zweites Gehäuse 16 ist mit dem oberen Gehäuse 12 verbunden. Mit 18 ist eine Metallkathodeneinheit als ganzes bezeichnet. Diese umfaßt mehrere verbrauchbare Metallkathodenteile 20 und 22, die durch ein Klemmelement 24 mit dem oberen Gehäuse 12 verbunden sind. Die Kupferdichtung oder -platte 26 ist zwischen den Kathodenteilen 20 und 22, dem Klemmelement 24 und dem oberen Gehäuse angeordnet. Das zweite Gehäuse 16 weist ebenfalls eine

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Aussparung in seinem oberen Rand aus, um eine O-Ring-Dichtung 28 aufzunehmen, die sich gegen den unteren Rand der Kupferdichtung 26 legt. Das obere Gehäuse 12 und das untere Gehäuse 16 bilden eine Vakuumkammer 30, in der ein Trägerelement auf einer Tragkonstruktion 34 ruht. Das Trägerelement 32, dessen obere Oberfläche mit einem dünnen Film des von den Kathodenteilen 20 und 22 erodierten Metalls beschichtet werden soll, ist etwa 10 bis 15 cm von der unteren Oberfläche der Kathodenteile entfernt.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild des elektrischen Systems, das im ebenen Magnetron verwendet wird. Die Kathodeneinheit 18 ist mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle 36 verbunden, deren positiver Pol mit der Anode 38 verbunden ist, während eine Tragkonstruktion 34 mit dieser über einen Parallelwiderstandskreis mit Erde verbunden ist. Die Anode 38 ist in der Nähe der Kathodeneinheit 18 angeordnet und dient dazu, zu verhindert, daß hohe Ströme das Trägerelement 32 bombardieren und eine übermäßige Erwärmung oder Beschädigung bewirken. Diese Anordnung läßt den Strom zur Erde und damit zum Trägerelement fließen. Auf diese Weise ist der Hauptbeitrag an Wärme, gesehen vom Substrat 32, nur der, der durch die Dampfkondensation des Metallfilmes bewirkt wird, der auf diesem von den Kathodenteilen 20 und 22 aufgebracht wird. Als Beispiel wurden weiche Kunststoff-Trägerelemente auf diese Weise beschichtet, ohne daß Verformungen auftraten.

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Fig. 3 zeigt schematisch das von der Magnetwicklung 14 durch die Kathodeneinheit 18 erzeugte ringförmige magnetischeFeld. Die Magnetfeldlinien sind mit 40 bezeichnet und die Ausgangslinien der Magnetfeldlinien aus der Kathodeneinheit ist mit 42 bezeichnet , während die Linie des Wiedereintritts der Magnetfildlinien mit 44 bezeichnet ist. Der Erosionsbereich der Kathode ist bei 46 angedeutet und ist ein ringförmiger kontinuierlicher Bereich, der der Form der Magnetwicklung 14 entspricht. Das obere Gehäuse 12 ist ebenfalls ein Magnetpolstück, um das Magnetfeld bei 42 und 40 zu richten.

Fi>;. 4 stellt eine neue und nicht ausgefressene Kathodeneinheit 18 dar, wobei Kathodenteile 20 und 22 aneinanderliegend aufgereiht sind, um in das Magnetron 10 eingebracht werden zu können.

Pi,κ. 5 zeigt eine verbrauchte oder ausgefressene Kathodeneinheit, aus der ersichtlich ist, in welcher Art und Weise die Kathodenteile unter Bildung einer ringförmigen Mulde 50 ausgefressen werden, die eine etwa gekrümmt-V-förmige Gestalt oder einen doppelt konvexen Querschnitt hat. In Fig. 6 der Zeichnung ist ein einzelnes ausgefressenes Längskathodenteil 20 perspektivisch dargestellt. Der querverlaufende Weg der Erosion der Kathodenteile 20 und 22 entspricht im wesentlichen der erhöhten Stromdichte, die durch das Magnetfeld bewirkt wird,

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das von der Magnetwicklung 14 erzeugt wird, wobei progressiv

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größere Erosion der Mitte des Magnetfeldes auftritt.

Die Zerstäubung^- oder Dampf ablagerung d.er verbrauchbaren Metallkathoden in dem Magnetron 10 wird nachstehend näher erläutert. In der Vakuumkammer herrscht ein Vakuum von etwa

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1 χ 10 " torr. Nachdem dieses Vakuum erzeugt worden ist, wird die Kammer 30 mit 1 bis 5 mikron eines nicht oxydierenden Gases, beispielsweise Argon gefüllt. Zwischen die Kathodeneinheit und die Anode 38 wird dann eine Spannung angelegt, die eine Glühentladung vor den Kathodenteilen 20 und 22 bewirkt. Das Kathodenpotential ist beispielsweise etwa 400 bis 700 Volt mit einem Strom von 6 bis 36 A in der Wicklung 14. Dies bewirkt den Aufbau eines ringförmigen Magnetfeldes von etwa 200 bis 300 Gauß oberhalb des Erosionsbereiches 46 der Kathodenteile 20 und 22.Unter diesen Bedingungen werden die Argongasatome ionisiert. Jedoch werden die Argonionen in dem Magnetfeld gefangen und werden in diesem beschleunigt und gegen die gegenüberliegende Oberfläche der Kathodenteile geschleudert, was ein Verdampfen der Oberfläche der Kathodenteile bewirkt. Die verdampften Metallpartikel vom Kathodenteil-Werkstoff werden von den Kathodenteilen weggeschleudert und treffen auf die obere Oberfläche des Trägerelementes 32 auf und werden dort als ein dünner Film kondensiert.

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Durch die Anordnung der Anode 38 werden hohe Ströme verhindert, die das Trägerelement 32 bombardieren würden, was sonst zu einer übermäßigen Erwärmung und zur Beschädigung von einigen Trägerelementwerkstoffen führen würde. Auf diese V/eise erfolgt der Hauptbeitrag zur Substraterwärmung durch die Dampfkondensation des Metalls der Kathodenteile 20 und 22. Daher erfährt das Trägerelement 32 sehr geringe Temperaturen, die in der Größenordnung von 40 bis 120⁰C liegen. Die vorbeschriebene Einrichtung ist beispielsweise benutzt worden, um weiche Kunststoff-Träger-

elemente bis zu 2.000 AE von Metall in 15 Sekunden ohne Verformungen zu beschichten.

Eine wichtige Verwendung der Einrichtung besteht darin, Chrom auf ein Glasträgerelement aufzubringen, um einen dünnen reflektierenden Film auf der Glasoberfläche zu erzeugen und damit ein Spiegelelement zu bilden.

Wenn der ausgefressene ringförmige Trog 50 in den Kathodenteilen 20 und 22, wie in Fig. 5 dargestellt, die Tiefe erreicht, d ie sich der Ausgangsdicke der Kathodenteile annähernd, ist es bisher erforderlich gewesen, das Kathodenelement auszutauschen. Jedoch wurden in diesem Fall etwa nur zwischen 20 % und 30 % des Volumens der Kathodenteile verbraucht. Mit anderen V/orten, zwischen 70 % und 80 % der Kathodenteile waren in der Vergangenheit zu dem Zeitpunkt als die Kathodeneinheit ausgewechselt werden mußte, unverbraucht bzw. unbenutzt.

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Die Erfindung betrifft eine Kathodeneinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kathodeneinheit, die es möglich macht, die Nutzungsdauer der Kathodeneinheit zu verdoppeln oder mit anderen Worten, die es möglich macht, 40 % bis 60 % des Kathodenmetalls zu verbrauchen, bevor eine neue Kathodeneinheit erforderlich ist.

Dies wird dadurch erreicht, daiB die Kathodeneinheit aus einer Vielzahl von aneinanderliegend angeordneten individuellen Kathodenteile 20 und 22 gebildet ist, die zusammen eine geschlossene ununterbrochene Metalloberfläche darstellen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Fig. 4 zeigt eine Kathodeneinheit, bevor diese verwendet worden ist. Im ganzen entspricht die Gesamtform der Kathodeneinheit der Gestalt der Magnetwicklung 14. Die Katbodeneinheit, die in Fig. 4 dargestellt isfc, hat eine Breite von etwa 31 cm und eine Gesamtlänge von etwa 74 cm, wobei jedes Kathodenteil eine Stärke von 2,5 cm hat. Zum Erleichtern des Zusammenbaus und der Hontage sind die einzelnen Kathodenteile mittels eines Klemmelemerites 24 am oberen Gehäuse 12 angebracht.

Fig. 5 zeigt eine Kathodeneinheit, nachdem diese für einen ersten Benutzungszeitraum verwendet wordenJLst, und zeigt, den im wesentlichen völlig ausgefressenen Trog 50, der sich über alle Kathodenteile erstreckt und dessen Erosion bis zu dem

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Punkt fortgeschritten ist, an dem die Kathodeneinheit ausgewechselt werden muß.

Anstatt die gesamte Kathodeneinheit zu ersetzen, wie dies bisher erforderlich war, wenn nur zwischen 20 % und 30 % des Volumens der Kathode verbraucht worden sind, macht es die Erfindung möglich, die Kathonenteile zu reorientieren und wieder zusammenzufügen, um in der Tat eine neue Kathodeneinheit aus der teilweise verbrauchten Einheit herzustellen. V; ie am besten den Fig. 6 bis 9 zu entnehmer, ist, wird jeder Längskathodenteil 20 aus der Kathodeneinheit entnommen und längs der Länge des tiefsten Teiles des Troges aufgetrennt, um zwei getrennte Kathodenteil-Elemente 20a und 20b zu schaffen. Jedes Kathodenteil-Element umfaßt eine ebene Bodenfläche 54, ebene Endflächen ?6 und eine ebene Seitenfläche 58, die im allgemeinen senkrecht zur Bodenfläche 54 und den Endflächen 56 steht, und eine konvexe Oberfläche 60, die sich vom oberen Rand der Seitenfläche 5ö aus erstreckt und etwa an der Bodenfläche 54 endet.

Nachdem die Kathodenteil-Elemente 20a und 20b voneinander getrennt sind, werden diese umgedreht und wieder zusammengefügt, wie aus Fi^. 8 ersichtlich ist, um ein neues Kathodenteil 20' zu bilden. Zur leichteren Handhabung und zum einfacheren Zusammenfügen zu einer neuen Kathodeneinheit können die

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Kathodenteil-Elernonte 20a und .-Ob, beispielsweise durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben, an einer Eupferplette ¹J"' befecti.-t v/erden. Bei den wieder zusammengefügten Kathodenteil-Elemer-ten liefen die Seitenflächen >°> aneinander und bilden die dic'-sten Teile der Elemente in der üuermitte des neuen KathodentsL les 20'. ftenn die neuen Kathodenteile PO¹ wieder zusammengefügt worden sind, so haben diese eine etwa symmetrische und kontinuierliche konvexe obere Oberfläche.

Um das Montieren der reorientierten Kathoaeneinheit am oberen Gehäuse 12 durch das Klemmelement 2.4 zu erleichtern, ist es normalerweise erwünscht, durch maschinelle Bearbeitung odei:¹ in anderer 'Jelsr- einen flachen äußeren Lan srand oder eine Rippe 62. an der» Ilathocenteilen P.L'¹ auszubilden, ras Zusammenwirken der Rippen 62 der Kathodenteile und des Klemmelementes 24 ist am besten der Fig. 9 zu entnehmen, in der ein Teil des Klemmelementes weggebrochen und im Schnitt dargestellt ist.

Um die Reorientierung der Kathodeneinheit zu vervollständigen, werden die Kathodenteile 22, wie am besten derFig. 9 zu entnehmen ist, auf ihrer ebenen Bodenfläche um 180 gedreht, um den am wenigstens ausgefressenen Bereich an das letzte Längskathodenteil 20' in Anlage zu bringen. Die voneinander getrennten und wieder zusammengefügten Längskathodenteile 20' und die gedrehten Endkathodenteile 22 sind in Fig. 9 wieder

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zusammengefügt dargestellt, und bilden praktisch eine neue Kathodeneinheit.

Die einzelnen Kathodenteile sind in Kathodenteil-Elemenbe getrennt und wieder zusammengefügt bzw. gedreht worden, um in der Tat auf diese v/eise den vorher ausgefressenen Trog der ursprünglichen Einheit durch nicht ausgefressene Bereiche der teilweise verbrauchten Kathodenteile zu ersetzen.

lis ist klar, daß auf die erfindun^sgemäße Weise die Nutzungsdauer einer Kathodeneinheit praktisch verdoppelt und die Kosten für die irlrneuerun^ einer solchen Einheit um die Hälfte reduziert sind. Insoweit, als die Zerstäubung- oder Verdampf un^sablagerung häufig zum Aufbringen dünner Filme aus relativ teuren Metallen verwendet wird und die Metalle in sehr reiner Form verwendet werden müssen, sind die Kostenersparnisse, die durch die Erfindung realisiert werden, beträchtlich. Eine aus reinem Chrom bestehende Kathodeneinheit, die eine Breite von etwa 30 cm und eine Länge von etwa CA cm sowie eine Dicke von 2,5 cm hat, kostet etwa $ 6.500,—. Die Nutzungsdauer einer solchen Kathodeneinheit zu verdoppeln, ist eine erhebliche Kostenersparnis bei der Herstellung von Produkten unter Verwendung des Zerstäubungsverfahrens. Es ist ferner klar, daß durch die Verwendung von Edelmetallen wie Gold, Silber und Platin die Kostenersparnisse für die Beschichtung größer werden.

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Claims

3009838 13. März 1980 L-Hg/Su Delbar Froducts, Inc. Perlosie, Pennsylvania, V.St.A. Patentansprüche

1. Metallkathodeneinheit mit einer leitenden Metallgrundplatte, mehreren verbrauchbaren Metallkathodenteilen, die auf der Grundplatte in zwei Sätzen von im Abstand voneinander liegenden hndkathodenteilen und mehreren dazwischen aneinanderliegenden Längskathodenteilen angeordnet sind und zur Bildung einer geschlossenen und ununterbrochenen Länge von verbrauchbarem Metall zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet , daß Jeder der Längskathodenteile (20') ein Paar Kathodenteil-Elemente (20a, 20b) umfaßt, daß jedes Kathodenteil-Element (20a, 20b) zwei ebene Endflächen (56), eine ebene Bodenfläche (54·) und mindestens eine ebene Seitenfläche (58), die etwa senkrecht zu den Endflächen und der Bodenfläche steht, sowie eine konvexe obere Oberfläche hat, die sich quer vom oberen Rand der Seitenfläche (58) aus erstreckt und etwa an der Bodenfläche

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endet, und daß Mittel zum Befestigen jedes Paares von Kathodenteil-Elementen (20a, 20b) derart an der Grundplatte vorgesehen sind, daß die ebenen Seitenflächen (5S) eneinanclerlie^en und jedes Längskathodenteil (20* ) eine etwa symmetrische und ununterbrochene konvexe obere Oberfläche hat.

2. Metallkathodeneinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rippe (62), die sich längs jedes Längskathodenteil-Elementes (20a, 20b) zwischen den Endflächen (56) erstreckt und in einem Abstand von der Seitenfläche liegt, wobei die konvexe obere Oberfläche mit ihren äußeren Rändern unmittelbar an der Rippe (62) endet.

3. Metallkathodeneinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Klemmelement (24), das mit den Rippen (62) zum Festlegen jedes Paares von Kathodenteil-Elementen (20a, 20b) an der Grundplatte, mit den Seitenflächen (58) aneinanderliegend, zusammenwirkt, so daß jedes Längskathodenteil (20') eine etwa symmetrische und ununterbrochene konvexe obere Oberfläche hat.

4. Metallkathodeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Längskathodenteile (20') auf der Grundplatte zur Bildung von zwei paralleln und quer im Abstand voneinander

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liegenden Reihen von Kathodenteilen angeordnet sind, wobei die ebenen Endflächeii (56) benachbarter Kathodenteile anelnanderiiegen, daß die Endkathodenteile (22) an den ebenen Endflächen (56) der letzten Lan.?.slcathodenteile (20¹ ) anl.teren, um die besagten Läiigskathodenteilreihen miteinander zu verbinden.

5. Metallkathodeneinheit, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Endkathodenteile (22), die die beiden Reihen von Längskathodenteilen (20') an den .finden verbinden, einen geschlossenen und ununterbrochenen v»^Te??: von verbrauchbarem Metall schaffen.

6. l-Ietal lkathodene inhe it nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe obere Oberfläche ,jedes Kathodenteil-Elementes (20, 20b) sich vom oberen Rand der Seitenfläche (53) aus bis unmittelbar zur Bodenfläche (54) hin erstreckt.

7. I-Ietallkathodeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Endkathodenteile (20) an den ebenen Endflächen (56) der letzten Längskathodenteile (20') zu deren Verbindung miteinander anliegen und einen geschlossenen kontinuierlichen Weg verbrauchbaren Metalls schaffen.

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