[實用新型]一種磁場可調的磁控濺射涂層系統

有效

• 申請號: 201720140439.3
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN206428321U
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張建明;金章斌;鄧曉良
• 申請（專利權）人: 蘇州吉恒納米科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及涂層技術領域，特別涉及一種磁場可調的磁控濺射涂層系統。

背景技術

目前，一般的真空涂層設備采用固定式永磁場系統。磁場系統是整個涂層設備的重要組成部分。磁場的分布和強弱直接影響著氣體離化率、濺射率及沉積速率。磁場的強弱又取決于靶材和對應磁鐵的距離。距離越近，磁場越強，距離越遠，磁場越弱。另外，靶材的消耗也會影響磁場的強度。磁場減弱后，轟擊靶材力度減弱，電子螺旋線狀運行的半徑減小，從而減小電子和靶材撞擊的概率，氣體離化率會降低，導致二次電子減少，電壓明顯升高，濺射產額降低，從而降低沉積速率。磁場增強后，轟擊靶材力度增強，磁控靶的陰極工作電壓會隨著靶面磁場的增加而降低，也隨著靶面的濺射刻蝕槽加深而降低。濺射電流也隨著靶面的濺射刻蝕槽加深而加大，從而導致靶材的利用率降低，同時因沉積速率的加快，涂層的均勻性得不到保障。

因此，傳統涂層設備無法在工藝過程中控制磁場強度，從而很難控制濺射率、沉積速率等各項參數，以至于涂層的一致性和均勻性難以保證。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種磁場可調的磁控濺射涂層系統，可以實現對磁場強度的調控，從而可以控制氣體離化率、濺射率及沉積速率，進而保障涂層的一致性和均勻性。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現：一種磁場可調的磁控濺射涂層系統，包括真空腔室、靶材、磁鐵、步進電機、直流脈沖電源和PLC單元，靶材設置于真空腔室中，磁鐵設置于靶材的后方，步進電機連接有齒輪傳動機構，該齒輪傳動機構連接有連桿機構，連桿機構又與磁鐵連接，步進電機通過齒輪傳動機構和連桿機構的配合帶動磁鐵前后移動，該直流脈沖電源具有負極、正極、電源控制端口和電源通信端口，真空腔室上設有陰極和陽極，直流脈沖電源的負極與陰極連接，直流脈沖電源的正極與陽極連接，該PLC單元包括CPU、通信模塊、輸入模塊和輸出模塊，直流脈沖電源的電源通信端口通過profibus總線與PLC單元的通信模塊連接，直流脈沖電源的電源控制端口通過profibus總線與PLC單元的輸出模塊連接，所述步進電機具有電機控制端口和電機通信端口，PLC單元的通信模塊通過profibus總線與步進電機的電機通信端口連接，PLC單元的輸出模塊通過profibus總線與步進電機的電機控制端口連接。

進一步的，該真空腔室連接有冷卻水進水管和冷卻水出水管。

進一步的，所述齒輪傳動機構包括主動齒輪、從動齒輪和傳動帶，該主動齒輪與步進電機連接，傳動帶連接于主動齒輪和從動齒輪之間。

進一步的，所述CPU與PC連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型中的直流脈沖電源的電源通信端口通過profibus總線與PLC單元的通信模塊連接，直流脈沖電源的電源控制端口通過profibus總線與PLC單元的輸出模塊連接，從而通過直流脈沖電源的電壓信號控制PLC單元的輸出模塊信號，而PLC單元的通信模塊又通過profibus總線與步進電機的電機通信端口連接，PLC單元的輸出模塊又通過profibus總線與步進電機的電機控制端口連接，從而可以通過PLC單元的輸出模塊的輸出電壓信號，實現對步進電機的移動行程的控制，以實現對靶材與磁鐵之間的距離的調整，從而實現對磁場強度的調整控制，最終控制氣體離化率、濺射率及沉積速率，保障涂層的一致性和均勻性。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種磁場可調的磁控濺射涂層系統的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。