[實用新型]一種離子鍍動態磁控弧源裝置

有效

• 申請號: 201420467186.7
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN204097557U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 高斌;朗文昌;朱景華
• 申請（專利權）人: 溫州職業技術學院
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 李友福

技術領域

本實用新型涉及薄膜制備領域，具體涉及一種離子鍍動態磁控弧源裝置。

背景技術

電弧離子鍍是基于氣體放電等離子體物理氣相沉積原理的鍍膜技術。該技術依靠在真空鍍膜室中陰極靶材表面上產生的電弧斑點的局部高溫，使作為靶材的陰極材料瞬時蒸發和離化，產生電離度高而且離子能量大的等離子體，在工件上施加負電壓，即可在工件加熱溫度比較低的條件下，使工件表面鍍上一層硬度高、組織致密而且結合性好的各種硬質薄膜。

弧源裝置作為電弧離子鍍膜設備的核心部分，其結構主要包括有可與設備安裝連接的安裝法蘭盤、靶材、靶材底座、水冷法蘭盤、引弧裝置，所述的靶材底座穿設于安裝法蘭盤內，靶材裝于靶材底座的前端，水冷法蘭盤裝于靶材底座的后端，且所述水冷法蘭盤與安裝法蘭盤相固定，所述靶材底座的后端面上還開設有一容置凹槽，所述的引弧裝置包括有氣缸、引弧針固定桿和引弧針，引弧針固定桿上設有可與電源正極相接的正極接線端，水冷法蘭盤上設有可與電源負極相接的負極接線端，氣缸裝于安裝法蘭盤上，所述引弧針固定桿的一端與氣缸連接，所述的引弧針裝于引弧針固定桿的另一端上并對應位于靠近靶材處。

使用時，人們將電源正極與正極接線端連接，同時將電源負極與負極接線端連接，從而使設備發生短路，所產生的電弧由引弧針引至靶材上，但在現有技術中人們通常是在所述靶材底座的容置凹槽內放置一個靜態或準靜態的永磁體來引導電弧弧斑在靶材上的運動，由于放入的永磁體固定不動，因此其控制的弧斑會長時間在靶材的靶面上作同一軌跡的運動，從而在靶材靶面上形成明顯的刻蝕軌道，不利于靶材均勻刻蝕，造成靶材浪費。此外，由于所述永磁體是直接放入到所述靶材底座的容置凹槽內，因此人們在給永磁體進行水冷時，通常是直接將冷卻水通入所述靶材底座的容置凹槽內，而冷卻水長時間與永磁體直接接觸，會使永磁體發生生銹和退磁，從而大大影響永磁體對電弧弧斑的控制。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種弧斑控制模式更豐富、冷卻管道布局更合理的離子鍍動態磁控弧源裝置。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種離子鍍動態磁控弧源裝置，包括弧源裝置本體，所述的弧源裝置本體包括有可與設備安裝連接的安裝法蘭盤、靶材、靶材底座、水冷法蘭盤、引弧裝置，所述的靶材底座穿設于安裝法蘭盤內，靶材裝于靶材底座的前端，水冷法蘭盤裝于靶材底座的后端，且所述水冷法蘭盤與安裝法蘭盤相固定，所述靶材底座的后端面上還開設有一容置凹槽，所述的引弧裝置包括有氣缸、引弧針固定桿和引弧針，引弧針固定桿上設有可與電源正極相接的正極接線端，水冷法蘭盤上設有可與電源負極相接的負極接線端，氣缸裝于安裝法蘭盤上，所述引弧針固定桿的一端與氣缸連接，所述的引弧針裝于引弧針固定桿的另一端上并對應位于靠近靶材處，所述的弧源裝置本體還包括有動態磁場控制發生裝置，所述的動態磁場控制發生裝置包括有電機、連桿、電機固定盤和永久磁鐵裝置，電機固定盤與水冷法蘭盤通過長螺栓固定，電機裝于電機固定盤上，所述連桿的一端與電機輸出軸同軸固定，所述的永久磁鐵裝置對應裝于連桿的另一端上，所述的永久磁鐵裝置由圓盤形磁軛及裝于磁軛上的永磁體構成，且所述的圓盤形磁軛與連桿呈偏心設置，所述的永久磁鐵裝置外還包覆有一磁鐵外罩，磁鐵外罩固裝于水冷法蘭盤上，并對應位于所述靶材底座的容置凹槽內，且所述磁鐵外罩外表面和容置凹槽內表面之間形成一個可供冷卻水流過的通道，所述的水冷法蘭盤上對應設有與所述通道相連通的冷卻水進入管道和冷卻水流出管道。

本實用新型的有益效果是：采用上述結構，由于本實用新型是采用一個動態磁場控制發生裝置來控制弧斑運動，因此通過所述電機帶動永久磁鐵裝置的動態轉動，使得弧斑在整個靶材靶面上能均勻刻蝕而不是限制在某個特定的位置處形成刻蝕軌道，從而大大提高靶材利用率，實現離子云在整個靶面的均勻分布。同時，通過在磁軛上不同的永磁體布置方式、及調節電機不同的轉速還能產生形式多樣的旋轉磁場，用以改善弧斑的放電形式和提高工作穩定性，及控制弧斑的運動軌跡和速度，提高靶材利用率和刻蝕均勻性，減少或抑制靶材大顆粒的發射，滿足制備高質量薄膜以及功能薄膜的需求，達到了在一個弧源裝置上實現多種形式的弧斑運動，滿足不同方面的需求，拓展了電弧離子鍍的應用范圍。另，在本實用新型中，所述圓盤形磁軛與連桿呈偏心設置，還能為動態磁場的變化提供更加豐富的模式。

此外，在所述永久磁鐵裝置外還包覆有一磁鐵外罩，并使供冷卻水流過的通道在所述磁鐵外罩外表面和容置凹槽內表面之間形成，可在實現對靶材間接水冷的同時，為永久磁鐵裝置提供了運動空間和避免了永磁體在水中浸泡生銹退磁的影響。