[實用新型]一種陰極電弧蒸發源非接觸式直流高壓電引弧裝置

有效

• 申請號: 201120283145.9
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN202181346U
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 李志榮;李志方;羅志明;李秋霞
• 申請（專利權）人: 東莞市匯成真空科技有限公司
• 主分類號: C23C14/38
• 分類號: C23C14/38
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

????本實用新型屬于陰極電弧沉積技術領域，尤其是涉及一種離子鍍膜設備中的陰極電弧蒸發源非接觸式直流高壓電引弧裝置。

背景技術

在離子鍍膜中己廣泛應用陰極電弧沉積技術，即在離子鍍膜設備中裝配陰極電弧蒸發源，通過電弧放電蒸發出靶材金屬蒸氣並電離成等離子體，在工件表面沉積成薄膜，完成離子鍍膜過程。

陰極電弧蒸發源的最前方裝有蒸發金屬物料的靶塊，目前有小園型(直徑64mm~100mm)?平面靶、大面積矩形平面靶、園柱狀靶(直徑70mm~110mm)?等。每個電弧蒸發源都配有各自的引弧裝置，用來引燃電弧。以平面型靶為例說明陰極電弧放電回路：陰極電弧蒸發源安裝在鍍膜機的鍍室壁上，與爐壁絕緣，蒸發源一般由直流電源供電，電源的陰極連接電弧蒸發源，陽極接鍍室壁並接地，電弧放電的導電回路是電弧蒸發源---電源陰極---直流電源---電源陽極---鍍室壁---鍍室壁至電弧蒸發源靶面之間的空間，此空間必須通過電弧放電氣體即等離子體才形成導電回路。當電弧蒸發源不產生電弧放電時空間無放電氣體即等離子體，則回路斷開。若要電弧重新起弧，必須通過引弧裝置來點燃。

當前使用的引弧裝置有機械接觸式和非接觸電引燃式兩種。當前用得最多是接觸式引弧裝置，它的結構和工作原理如下：在靶面前方置有一引弧觸針，它通過真空密封引到爐外，再通過限流電阻后接到電弧源蒸發的電源正極，引弧觸針通過電磁鐵吸引--釋放或氣動活塞驅動前后運動，當引弧觸針向靶面運動碰觸靶面時，即觸針(陽極)與靶面(陰極)短路，瞬間大電流通過觸點處產生局部高溫，隨即拉開觸針，在拉離觸針過程中，隨著接觸面逐漸減少，短路電流密度逐漸增大，最終拉出電弧放電，蒸發出靶材金屬蒸氣並電離成等離子體，建立起鍍室內空間導電條件，接通電弧導電回路，于是電弧陰極靶面維持持續穩定電弧放電。目前都采用自動引燃電弧技術，即電弧正常放電時，電弧電壓約-20~-30V，若突然熄弧后，電弧電源電位突變為-70~-80V，隨即控制電路感知此電位變化，立即發出信號讓驅動引弧觸針的電磁鐵或氣動活塞動作，推動引弧觸針再次碰撞靶面並隨后拉開，自動完成一次引燃電弧。

這種引燃方式己廣泛被采用，但存在不可彌補的缺點：(1)引燃觸針碰撞靶面短路大電流導致觸針和靶材局部高溫熔化、氣化並向空間發射、飛濺，而觸針材料多為鉬、鎢、不銹鋼，因此會在工件鍍層形成雜質缺陷，同時產生雜氣污染爐內氣氛，影響膜層色差和質量。(2)?觸針經多次引燃后會燒損變短夠不著靶面，或觸針的緊固件松動導致觸針松脫，這必須及時調整，有時甚至要中斷生產維修。(3)?有時觸針的回程力不足，觸針與靶面短路而粘在靶面上拉不開，嚴重時焊死在靶面上，必須停產處理。

另一種采用非接觸式高壓高頻脈沖觸發引弧裝置，它用一只專用的高壓高頻脈沖觸發電源，它連接觸發電極，該電極隔著一只陶瓷絕緣體與陰極電弧的靶塊相對，當施加高壓高頻脈沖到觸發電極上，在上述兩極間的陶瓷表面發生擊穿放電，導致極間脈沖放電，在陰極上產生電弧。這種引燃方式需要高壓高頻觸發電源，結構復雜，價格昂貴。當前國內很少應用。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種克服了機械接觸式引弧的諸多缺點，且比高壓高頻觸發引燃電弧結構簡單，造價低廉，方便推廣的陰極電弧蒸發源非接觸式直流高壓電引弧裝置。

解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案為：

一種陰極電弧蒸發源非接觸式直流高壓電引弧裝置，包括鍍膜機鍍膜室和蒸發源金屬靶，其特征是：在所述的蒸發源金屬靶靶面上鉆孔嵌入一瓷管，瓷管內孔涂覆一層石墨導電漿料層，石墨漿料電連通金屬靶，瓷管內孔懸空挿入一電極，電極經串聯限流電阻后連接至一直流高壓引弧電源正極，所述的直流高壓引弧電源陰極連接所述的鍍膜機鍍室壁且接地；設有控制電路控制高壓直流引弧電源的開關。

有益效果：本實用新型為非接觸式直流高壓電引弧，避免了機械接觸式引弧的諸多缺點，且比高壓高頻觸發引燃電弧結構簡單，造價低廉，方便推廣。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的詳細說明。

圖1是真空鍍膜室的局部剖視圖；

圖2是圖1的A向局部視圖；

圖3是圖1的局部放大示意圖；

圖中：1-鍍膜室，2-鍍室壁，3-密封絕緣件，4-陰極電弧靶體，5-金屬靶塊，6-引弧導桿，7-密封絕緣件，8-限流電阻，9-引弧電源，10-開關電路，11-電弧電源，12-引弧控制電路，13-小孔，14-電工瓷管，15-石墨導電漿料涂層，16-鎢制電極。

具體實施方式