[實用新型]一種窄束型線性離子源

有效

• 申請號: 201721242067.1
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN207367914U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 李齊雍;宋光耀;許曉雷;葉平
• 申請（專利權）人: 深圳市鼎力真空科技有限公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種窄束型線性離子源，包括陰極外環蓋板、陰極內環蓋板、陰極殼體、環形陽極、絕緣支柱、條形磁鋼、氣體電離室和環形離子束引出口；本實用新型整個環形區域都可以實現電離，離子線束較為集中，效率高；進氣均勻，合理的氣流布置和均布的氣孔；磁場排布使用條形磁鐵均勻布置，磁場均勻性好；電、磁場處于正交位置；氣體電離室的高度較小，可防止氣體電離室內部氣體電離幾率；充足的水冷條件，對陰極、陽極、磁場同時水冷，可防止溫度升高導致退磁的功能；結構簡易，拆裝方便，易于維護。

技術領域

本實用新型涉及一種使用離子束清洗的離子源技術領域，特別涉及一種窄束型線性離子源。

背景技術

可以進行離子輔助沉積，以及可能進行離子濺射等手段。而離子清洗、離子輔助以及離子濺射都可以使用離子源來產生離子束進行使用。離子束的束流大小、束流角度等都對離子束的效率和質量產生直接的影響。

離子源的功能是完成某種氣體介質的有效電離，趨向于形成有規則形狀的等離子體。而常見的霍爾離子源、霍夫曼離子源基本上都是外形圓筒狀，產生出來的離子束也是呈現圓形。在鍍膜生產過程中有時候需要較大面積的離子束，而呈現大面積離子束又會有較多的不確定性，例如離子束的中心與邊緣的束流密度是否一致等因素。我們一般采用線性離子源來解決這一問題；線性離子源一般采用類似運動場跑道形狀的開口來產生離子線束，鍍膜生產時基本使用跑道的直線區域。

通常的線性離子源的離子束能量范圍很寬，而實際生產過程中有些材質的基片只需要較窄范圍的離子束能量帶來的離子清洗作用；例如：目前市場上消費電子類手機鋁合金材質的外殼，因其表面在鍍膜前一般采用陽極氧化處理可以得到較多外觀顏色，但由于其外觀性能要求，還需要進行真空鍍膜，所以在鍍膜時仍然需要對其進行離子清洗。而常用離子源的離子束能量相對而言會偏大1～2個數量級。所以需要能夠滿足較小范圍離子束能量的離子源。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種窄束型線性離子源，能夠滿足較小范圍離子束能量的需求。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種窄束型線性離子源，包括陰極外環蓋板、陰極內環蓋板、陰極殼體、環形陽極、絕緣支柱、條形磁鋼、氣體電離室和環形離子束引出口；所述陰極外環蓋板和陰極內環蓋板在陰極殼體的頂部開口處，環形離子束引出口在陰極外環蓋板和陰極內環蓋板之間，環形陽極固定在絕緣支柱上，環形陽極和絕緣支柱在陰極殼體內部，絕緣支柱的底部在陰極殼體上，氣體電離室在環形陽極上表面和環形離子束引出口之間，條形磁鋼在環形陽極的環形開口內；條形磁鋼和環形陽極、陰極外環蓋板、陰極內環蓋板構成了環形放電槽，陰極外環蓋板、陰極內環蓋板和陰極殼體構成了整個線性離子源的外殼；所述陰極殼體、環形陽極、陰極內環蓋板上分別設有冷水道，陰極外環蓋板與陰極殼體相連；所述在環形陽極和條形磁鋼之間設有通氣管道，通氣管道延伸到陰極殼體的底部；所述陰極殼體的底部設有與通氣管道相連接的氣體緩沖結構。

進一步地說，所述環形離子束引出口上設有倒梯形和長方形，倒梯形的短底邊為W，長方形的寬也為W，長方形的長為L；所述倒梯形的兩個斜邊形成角度a；長方形的長L在一定數值范圍內增加，可以約束氣流方向至單向運動；倒梯形口的角度a在一定數值范圍內減小，可以約束流體或等離子體的運動方向，且約束后運動方向的角度較小，能夠達到約束離子束流的作用。

進一步地說，所述通過冷水道對環形陽極、陰極內環蓋板和陰極殼體進行冷卻，陰極外環蓋板通過與陰極殼體的接觸實現傳熱冷卻。

進一步地說，所述氣體電離室的高度為2～3mm，即環形陽極的上表面至陰極外環蓋板或陰極內環蓋板的下表面距離為2～3mm。

進一步地說，所述陰極殼體的內部開設多個沉孔，絕緣支柱的底部嵌入在所述沉孔內。

進一步地說，所述陰極外環蓋板、陰極內環蓋板與陰極殼體通過螺栓相連，環形陽極和絕緣支柱通過螺栓相連。