[發(fā)明專利]旋轉異形靶陰極機構及磁控濺射鍍膜裝置

無效

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• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103409725A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉國利;范振華
• 申請（專利權）人: 東莞宏威數(shù)碼機械有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發(fā)明涉及磁控濺射鍍膜技術領域，尤其涉及一種旋轉異形靶陰極機構及具有該機構的磁控濺射鍍膜裝置。

背景技術

磁控濺射鍍膜，主要用在太陽能光伏電池、建材用Low-e鍍膜玻璃、平板顯示等的鍍膜生產(chǎn)上。在磁控濺射鍍膜設備中，常見陰極主要有旋轉陰極、平面陰極及掃描陰極，三種陰極的鍍膜原理均是利用氣體輝光放電過程產(chǎn)生正離子，這些正離子在電場的加速下撞擊作為陰極的靶材，使其中的原子（或分子）脫離陰極而在陽極（基片）沉積，實現(xiàn)薄膜的沉積，完成鍍膜工序。

常見的三種陰極結構中，平面陰極及掃描陰極在使用過程中，對靶材刻蝕的區(qū)域面積小，因此最大的問題在于靶材的利用率較低，其中，普通平面陰極的靶材利用率只有20-30%，而掃描陰極的靶材利用率也只有60%左右，這就相應地增加了靶材的使用數(shù)量及靶材的更換次數(shù)，從而增加了磁控濺射鍍膜的成本。另外，平面陰極的濺射會在靶材非濺射區(qū)形成很厚的電介質(zhì)層聚集，從而容易產(chǎn)生電介質(zhì)的擊穿或電弧，從而影響鍍膜質(zhì)量。自1989年，圓柱旋轉陰極作為鍍膜工業(yè)的一個標志性進步問世以來，極大地提高了靶材的利用率；這種旋轉陰極的靶材為圓筒狀，在濺射過程中該陰極不斷旋轉，靶材面積更大，靶材的利用率可達91%以上，因此，極大的提高了靶材的利用率；由于靶材的利用率得到極大提高，相應的，延長了換靶材的周期，從而提高了整條生產(chǎn)線連續(xù)濺射生產(chǎn)的產(chǎn)能，在磁控濺射鍍膜工業(yè)中應用越來越廣泛；且由于旋轉陰極的靶面在不停地旋轉，徹底解決了平面陰極在連續(xù)鍍膜中的掉渣及打弧問題，保持濺鍍工藝穩(wěn)定，提高了鍍膜質(zhì)量。

但是旋轉陰極的設置上，相對于平面陰極需要進一步設置旋轉陰極驅(qū)動裝置，需要更多其他配合部件，結構更復雜，因而其成本是平面陰極設備的三倍左右，并且需要較高的維護成本。另外，在濺鍍過程中，旋轉陰極的兩端磁力相對較為集中，因此，刻蝕后會導致靶材的最終厚度不一致，降低靶材的利用率；另外，眾所周知的是在濺鍍過程中，靶材總會濺射到濺鍍室的內(nèi)壁上從而造成設備的污染，設備的清潔難道較大，同時也造成了靶材的浪費。

因此，急需一種結構簡單、靶材利用率高、鍍膜質(zhì)量好、且產(chǎn)能更高的旋轉異形靶陰極機構及具有該機構的磁控濺射鍍膜裝置以解決現(xiàn)有技術的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、靶材利用率高、鍍膜質(zhì)量好、且產(chǎn)能更高的旋轉異形靶陰極機構。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有旋轉異形靶陰極機構的磁控濺射鍍膜裝置，其結構簡單、靶材利用率高、鍍膜質(zhì)量好、且產(chǎn)能更高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：提供一種旋轉異形靶陰極機構，設置于磁控濺射鍍膜裝置的旋轉陰極腔體內(nèi)，其包括支撐桿、磁鋼部件、靶管及靶材，所述支撐桿固定連接于所述所述旋轉陰極腔體內(nèi)，所述磁鋼部件呈密封設置并連接于所述支撐桿上，且所述磁鋼部件相對于豎直方向偏離設置，所述靶管轉動地套設于所述支撐桿及所述磁鋼部件外，所述靶管內(nèi)的空隙形成冷卻水通道，所述靶材設于所述靶管外，且所述靶材呈異形靶面結構。

較佳地，所述靶材的兩端形成有錐形臺階，從而使所述靶材呈異形靶面結構，由于靶材兩端對應磁力集中的區(qū)域另外加置了錐形臺階，因此，可保證靶材最終刻蝕厚度接近一致，提高靶材利用率。

較佳地，所述旋轉異形靶陰極機構還包括一橡膠材質(zhì)的連接座，所述連接座的一端卡合于所述支撐桿上，所述磁鋼部件連接于所述連接座的另一端，所述連接座與所述靶管之間的空隙形成所述冷卻水通道，靶管的內(nèi)壁即是冷卻水通道，冷卻水循環(huán)良好，對靶材冷卻效果極佳，避免了電子轟擊靶材后不久就不斷發(fā)熱的現(xiàn)象出現(xiàn)，保證濺鍍工藝穩(wěn)定。

較佳地，所述連接座上開設有相連通的第一卡槽及第二卡槽，所述第一卡槽與所述支撐桿相對應，所述第二卡槽與所述磁鋼部件相對應，所述第一卡槽卡合于所述支撐桿上，所述磁鋼部件卡合于所述第二卡槽內(nèi)，連接座使磁鋼部件的連接較為簡單，且能方便地調(diào)整其角度。

較佳地，所述旋轉異形靶陰極機構還包括密封體，所述密封體呈全密封地焊接于所述磁鋼部件外，且密封體經(jīng)過氦檢，因此，當冷卻水流經(jīng)時，不會因漏水而使磁鋼部件長期被水浸蝕從而產(chǎn)生濺射磁場的磁力逐漸衰退的現(xiàn)象。

較佳地，所述磁鋼部件相對于豎直方向偏離8度，這樣的角度設置，在保證膜層質(zhì)量的同時，能大量減少靶材濺到旋轉陰極腔體的內(nèi)壁上，減少清理及維護，也避免了靶材的浪費。