[發明專利]一種高功率平面磁控濺射陰極

在審

• 申請號: 200810143346.1
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN101418432A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 陳理;李國強
• 申請（專利權）人: 湖南玉豐真空科學技術有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 湘潭市雨湖區創匯知識產權代理事務所
• 代理人: 左祝安

技術領域

本發明涉及一種用于真空磁控濺射鍍膜設備的高功率平面磁控濺射陰極。

背景技術

目前，真空磁控濺射法是將待鍍基片置于真空室中，并通入工作氣體(氬氣、氧氣和氮氣等)，當在濺射陰極、陽極間通電時，讓陰極為負電位，由于高壓電場的作用使氣體(氬氣)分子電離，形成等離子體，帶正電的氬粒子將在電場的加速下，高速向陰極靶材表面撞擊，將靶材表面的金屬離子擊出，離子在正交電磁場中的運動軌跡為擺線，逐漸沉積在玻璃表面形成薄膜。平面磁控濺射陰極的工作原理參閱圖2。現有的平面磁控濺射陰極其磁鐵浸泡在水中，用久了會消磁。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、可處長使用壽命的高功率平面磁控濺射陰極。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：它包括陰極體4、靶材1和磁鐵，在陰極體4的內腔內安裝有磁鐵，靶材1安裝在陰極體4的上部，本發明在陰極體4的內腔內設置有密閉的冷卻通道2，在陰極體4內腔內其底部與冷卻通道2之間設置有磁靴5，在冷卻通道2與磁靴5之間設置有磁鐵3。所述冷卻通道2可由冷卻通道外殼6和熱傳導板7構成，冷卻通道外殼6為上部敞口的槽狀結構，在冷卻通道外殼6上部配合設置有熱傳導板7。所述冷卻通道外殼6的橫截面可為上寬下窄的梯形狀冷卻槽，在冷卻通道2的外側設置有與冷卻通道外殼6相配合的條狀磁鐵3。所述冷卻通道外殼6的橫截面也可為2個或2個以上的上寬下窄的梯形狀冷卻槽，在冷卻通道2的外側設置有與冷卻通道外殼6相配合的條狀磁鐵3，并在冷卻通道外殼6的2個梯形狀冷卻槽之間設置有錐狀或梯臺狀磁鐵8。

本發明的有益效果是：它通過在陰極體內部設置一個獨立的冷卻通道，從而使磁鐵不與冷卻媒介接觸，避免永久磁鐵被冷卻媒介腐蝕；并通過設計具有高導熱性能材料制成的熱傳導板與靶材大面積接觸，從而可使靶材得到充分的冷卻，使陰極能承受更高的功率。它可廣泛應用于真空磁控濺射鍍膜設備上。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是平面磁控濺射陰極的工作原理參考圖。

圖中：1-靶材，2-冷卻通道，3-磁鐵，4-陰極體，5-磁靴，6-冷卻通道外殼，7-熱傳導板，8-錐狀或梯臺狀磁鐵，9-基片。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明如下：

實施例1，本發明的主體部分分成陰極主體部分和靶材部分。由陰極體4和磁靴5、磁鐵3、冷卻通道2等組成，所述冷卻通道外殼6可采用金屬材料制成，靶材1安裝在陰極體4的上部，在陰極體4的內腔內設置有密閉的冷卻通道2，在陰極體4內腔內其底部與冷卻通道2之間設置有磁靴5，在冷卻通道2與磁靴5之間設置有磁鐵3，從而在陰極體4內部成形了一個獨立的冷卻通道，磁鐵3可采用永久磁鐵。這種結構能使本發明在工作過程中能提供大流量的冷卻水、或其它冷卻液體或氣體，從而可保證陰極得到冷卻。磁靴5與磁鐵3安裝在陰極體4的下部，磁靴5和磁鐵3可固定安裝，從而使磁靴5與磁鐵3不與冷卻媒介接觸，避免永久磁鐵3被冷卻媒介腐蝕。這樣，磁鐵3可用鋁鐵硼材料，可降低陰極的制作成本。參閱圖1和圖2。

實施例2，本發明所述的冷卻通道2可由冷卻通道外殼6和熱傳導板7構成，從而使陰極主體部分由陰極體4和磁靴5、磁鐵3、冷卻通道2、冷卻通道外殼6、熱傳導板7等構成，冷卻通道外殼6可設計成上部敞口的槽狀結構，并在冷卻通道外殼6上部配合設置有熱傳導板7，冷卻通道外殼6上部與熱傳導板7之間成密封配合，從而使冷卻通道外殼6和熱傳導板7一起構成冷卻通道2，所述熱傳導板7采用導熱性能較好的材料制成，且其厚度盡量制得較小，從而提高導熱散熱和冷卻效率。是較薄的熱傳導板7與靶材接觸，提高了靶材的冷卻效率。本發明通過具有高導熱性能材料制成的熱傳導板7與靶材1大面積接觸，使靶材1能夠得到充分的冷卻，從而可使陰極能承受更高功率；它們是陰極能承載大功率的基本前提。參閱圖1和圖2，其余同實施例1。

實施例3，本發明所述冷卻通道外殼6的橫截面可為上寬下窄的梯形狀冷卻槽，在冷卻通道2的外側設置有與冷卻通道外殼6相配合的條狀磁鐵3，本發明通過設計冷卻通道2，從而可改變磁鐵形狀和安裝部位；不同部位的磁鐵3可根據工作參數要求設計成不同形狀和按不同角度或位置進行安裝。參閱圖1和圖2，其余同上述實施例。