[發(fā)明專利]一種PVD真空離子射流鍍膜機

有效

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• 申請日: 2023-07-20
• 公開（公告）號: CN116623141B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦新家;紀(jì)春霞
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇微鍍新能源科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 南通一恒專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 32553
• 代理人: 梁金娟

本發(fā)明涉及離子鍍膜領(lǐng)域，具體涉及一種PVD真空離子射流鍍膜機，PVD真空離子射流鍍膜機包括分叉進氣裝置、水冷控制裝置、磁控離子射流靶頭、真空室內(nèi)裝置。所述分叉進氣裝置可以均勻精確控制靶頭內(nèi)氣體氣量；所述水冷控制裝置可以精確控制靶頭內(nèi)的溫度；所述磁控離子射流靶頭可以產(chǎn)生離子射流，離子轟擊能量超越傳統(tǒng)離子鍍膜機，是本發(fā)明的核心技術(shù)；所述真空室內(nèi)裝置結(jié)構(gòu)簡單觀察方便。本發(fā)明突破效果在于其水冷溫度控制和精確進氣控制使得大功率的磁控離子射流靶頭可以穩(wěn)定輸出離子射流，離子射流轟擊可以使離子濺射沉積更快更強烈，在特種鍍膜領(lǐng)域有出色穩(wěn)定的發(fā)揮，使特種膜層在高科技工業(yè)生產(chǎn)中可以規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子鍍膜領(lǐng)域，具體涉及一種PVD真空離子射流鍍膜機。

背景技術(shù)

真空鍍膜機包括真空電阻加熱蒸發(fā)，電子槍加熱蒸發(fā)，磁控濺射，MBE分子束外延，PLD激光濺射沉積，離子束濺射等很多種。目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的是PVD真空離子濺射鍍膜機，其磁控濺射的工作原理是指電子在電場e的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。磁控濺射技術(shù)具有沉積速度快、基材溫升低、薄膜純度高、致密性好等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于微電子、光學(xué)薄膜、材料表面處理等領(lǐng)域。

隨著科技的不斷進步，對鍍膜的要求也越來越高，如超硬材料金剛石膜等特種鍍膜需求時傳統(tǒng)的PVD真空離子濺射鍍膜機往往會顯得力不從心，如濺射能量不足，濺射時間過短，覆蓋面積過小等問題滿足不了工業(yè)大量生產(chǎn)的應(yīng)用，所以我們需要將傳統(tǒng)PVD真空離子濺射鍍膜機的一些不足進行徹底的改進。

目前傳統(tǒng)的磁控濺射靶源設(shè)計均因為加工制造便利性往往結(jié)構(gòu)過于簡單，如進氣僅有一根管道就會造成靶頭處氣體不均勻造成產(chǎn)生的離子流不均衡穩(wěn)定；冷卻水將強磁設(shè)計成工作時會直接接觸循環(huán)冷卻水，長期使用會逐漸腐蝕強磁表面，產(chǎn)生銹跡導(dǎo)致水路循環(huán)不通暢，影響靶頭冷卻效果，輕則破環(huán)濺射源濺射工作均勻性，重則導(dǎo)致靶頭過熱變形，靶材熔化等，影響濺射源使用壽命；目前磁控濺射靶頭也存在一些不足，由于高壓控制，離子控制的不足在需要進行超強的離子流噴射時往往力不從心，在濺射強磁性材料時，由于強磁性材料自身具有高導(dǎo)磁性，磁場會有大部分從其內(nèi)部穿過消耗，實際用于濺射的磁場將會減少，無法有效濺射，靶材的利用率小，濺射的穩(wěn)定性及鍍膜均勻性有待提高，所以精確控制磁場變得及其重要。

以上這些缺點嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)PVD真空離子濺射鍍膜機在高性能特種鍍膜特硬鍍膜工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種PVD真空離子射流鍍膜機，我們重新設(shè)計了進氣系統(tǒng)以解決氣體均勻穩(wěn)定供應(yīng)的問題；重新設(shè)計了進水系統(tǒng)使得強磁體不直接接觸冷卻循環(huán)水的磁控濺射靶源設(shè)計結(jié)構(gòu)，從根本上解決冷卻水腐蝕強磁導(dǎo)致水路銹蝕堵塞的問題；重新設(shè)計了PVD真空離子濺射鍍膜機的磁控離子濺射靶頭使得離子濺射變得更為強烈，形成有巨大能量的轟擊離子射流，以全新的PVD真空離子射流鍍膜機解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于PVD真空離子射流鍍膜機，包括分叉進氣裝置、水冷控制裝置、磁控離子射流靶頭、真空室內(nèi)裝置；所述分叉進氣裝置右端固定連接磁控離子射流靶頭；所述分叉進氣裝置上下固定連接真空室內(nèi)裝置；所述水冷控制裝置右端固定連接磁控離子射流靶頭；所述磁控離子射流靶頭右端固定連接真空室內(nèi)裝置。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述分叉進氣裝置包括靶內(nèi)進氣控制器、靶內(nèi)分叉進氣管、真空室進氣控制器、真空室上進氣管、真空室下進氣管；所述靶內(nèi)進氣控制器右端固定連接靶內(nèi)分叉進氣管，所述靶內(nèi)分叉進氣管右端固定連接電離束流網(wǎng)；所述真空室進氣控制器上端固定連接真空室上進氣管，所述真空室上進氣管右端固定連接真空室上部；所述真空室進氣控制器下端固定連接真空室下進氣管，所述真空室下進氣管右端固定連接真空室下部；說述靶內(nèi)分叉進氣管采用均勻布局的一分二，二分四，四分八的樹狀分叉結(jié)構(gòu)。