[發明專利]離子真空鍍膜方法與裝置

無效

• 申請號: 201110274961.8
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102321869A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 王敬達
• 申請（專利權）人: 王敬達
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及離子真空鍍膜方法與裝置。

背景技術

離子真空鍍膜方法與裝置采用磁控柱狀弧源多弧離子鍍膜，其裝置是在鍍膜室中央安裝旋磁控柱狀弧源（管狀）。由鍍膜室、工件轉架、磁控柱狀弧源、進氣（鍍不同材料時需要通入不同的工作氣體）系統、弧源電源、工件加熱源、引弧系統、真空系統、工件偏壓電源組成。柱弧源由管狀金屬材料作靶材、管內安裝數根條形永磁體,永磁體在靶管內（包括旋轉和往返運動）運動。弧斑呈線狀沿柱弧靶全長分布,并沿柱弧靶面掃描。從而提供在高真空條件下的將弧源由管狀金屬材料的靶材和氣體材料以離子方式鍍膜至工件上。?

如CN96218605.8提出一種旋轉磁控柱狀弧源多弧離子鍍膜機,在鍍膜室中央安裝旋轉磁控柱狀弧源。主要由鍍膜室、工件轉架、旋轉磁控柱狀弧源、進氣系統、弧源電源、烘烤加熱源、引弧針系統、真空系統、工件偏壓電源組成。柱弧源由管狀金屬材料作靶材、管內安裝數根條形永磁體,永磁體在靶管內作旋轉運動。弧斑呈線狀沿柱弧靶全長分布,并沿柱弧靶面掃描。旋轉磁控柱狀弧源多弧離子鍍膜機有立式結構、臥式結構、箱式結構。?

然而以上方法有很多不足之處：然而現有的多弧離子鍍膜的方法產生的多弧離子粒子粗，有霧滴現象，引弧集中于磁力環，管狀靶的刻蝕不均勻，二三天就要修正靶面，需要及時調整磁鋼與靶材的距離，靶材的利用度低，也極大影響了真空鍍的工作效率；另一不足是多弧管狀靶的離子束分散，弧光松散無規則，在靶管表面串動，靶管表面刻蝕不勻，易在靶管的兩端表面產生凹槽，大大影響了靶的使用壽命，這是由于弧的牽引靠外電機牽引靶管內的磁鋼來回運動而運動，磁鋼在管內的高溫條件下易退磁，從而影響引弧作用，上述不足對離子鍍的質量和生產效率均有極大影響。?

95105971.8提出的柱形靶電弧汽相淀積裝置及方法，多弧離子鍍膜在于用電磁線圈控制弧班運動的柱形靶的電弧汽相淀積裝置,以電磁線圈貫穿整個靶長,并通以直流或交變電流,使線圈整體在靶面上產生運動的電磁場進行對靶材離子體引弧。需要采用電磁線圈控制弧班運動的柱形靶的電弧汽相淀積，這只線圈需要很大的體積，在實用中有明顯障礙--------要不控制引弧的效果不好，要不就是沒法在真空室內安裝這種線圈。離子真空鍍膜方法已經得到了廣泛的應用，又如201020197886制備太陽能電池背電極膜層的裝置，還包括制備耐磨層工件的方法等。?

發明內容

本發明的目的是：提出一種離子真空鍍膜方法與裝置，采用非機械磁體控制方式，離子引弧能夠均勻或任意方式移動，控制靶材每處引弧的離子量，離子鍍層細膩，和工件結合層的質量高；靶材的長度不受限制，靶材的利用率高，使用壽命長，?運行中無需調整與維修，應用范圍廣的離子真空鍍膜方法與裝置。?

本發明的技術方案是：一種離子真空鍍膜方法與裝置，靶材的兩端均施加獨立工作的弧源電源，每個弧源電源分別進行電壓高低或弧源電流大小的控制，即弧源電源電壓高低或弧源電流大小的的變化分別施加于靶材的兩端，弧源電源電壓高或電流大時離子體的離子量大，發束能力強，尤其是每只電源均以相同周期的方式進行電流大小的強弱變化控制，且靶材一端弧源電源電壓最高或電流最大時，靶材另一端施加的弧源電源電壓低或電流小。根據兩端施加的弧源電源電壓的高低或弧源電源電流大小的控制，離子引弧能夠均勻或任意方式移動，控制靶材每處引弧的離子量；可采取可控硅電壓調節器的電源調節設備，尤其是以微處理器控制的方式對可控硅進行調節。?

靶材施加的電壓或電流大小自動進行均勻速度的控制，電弧均勻移動，可以通過最大絕對電壓進行控制獲得不同的離子束，離子細膩可保證離子鍍層的細膩和鍍層和結合層的質量，同時結合施加的氮氣或烴類氣體（如乙炔乙烯等工作氣體）的量對施加的弧源電源的最高電壓和變化的強弱周期。?

在靶材兩端均施加獨立工作的弧源電源，每個弧源電源分別進行電流大小的控制，即弧源電源電流大小的變化分別施加于靶材的兩端，如果工件不均勻分布，控制需要離子束量的區域施加高一些的電壓，得到大一些電流，跑弧的離子增加。?

所述弧源電源電壓高時電流大、發出的離子量大，發束能力強。?

本發明的改進是，每根靶材均采用圓柱形實心靶材。其使用的壽命極長，而且靶材均勻消耗，運行過程無須調整。?