专利名称：一种磁控溅射靶的制作方法
技术领域：
本发明涉及镀膜设备，具体地说是一种磁控溅射靶。
背景技术：
目前，在国内制备镀膜领域中，经常需要做两种、三种或更多种材料的合金膜，在 机械设计上需要让靶头能够倾斜共溅。如图1所示，图中A为基片所在位置，B位磁控靶安 装中心线，现有的磁控靶都是让真空室上连接磁控靶的法兰和接管倾斜α角，磁控靶倾斜 安装，靶头与基片所在位置A之间的距离D为固定值。但现有的磁控靶存在如下缺点1.原共溅射方案需要在真空室大法兰上加工斜孔，加工比较麻烦；2.由于磁控靶倾斜安装并且靶头无法折弯，因此靶头既不能调整折弯角度也不能 垂直向上溅射，磁控靶只能实现共溅射功能，不能满足直溅射功能，功能比较单一。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶头可折弯、靶挡板自动 旋转的磁控溅射靶。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明包括靶头、折弯波纹管组件、靶支杆、靶支座、手动螺旋升降组件、接头组 件、驱动器及靶挡板组件，其中靶支杆可上下往复移动地安装在靶支座上，位于靶支座上方 的靶支杆的一端通过折弯波纹管组件与靶头相连接，靶头通过折弯波纹管组件相对于靶支 杆可折弯，位于靶支座下方的靶支杆上连接有安装在靶支座上的手动螺旋升降组件；所述 驱动器安装在靶支座上，驱动器的输出端连接有相对靶支座既可转动又可随靶支杆上下往 复移动的靶挡板组件；位于靶支座下方的靶支杆的另一端设有与电源连接的接头组件。其中所述折弯波纹管组件包括第一螺母、波纹管及第一、二折弯板，其中波纹管 位于第一、二折弯板之间，波纹管的一端穿过第一折弯板与靶头密封连接，另一端穿过第二 折弯板与靶支杆相连，在第一、二折弯板相叠置的连接处设有调节靶头折弯角度的第一螺 母；第一、二折弯板上下设置、包括竖板及横板，其中第一折弯板的竖板与第二折弯板的竖 板相叠置、并通过第一螺母相连接，第一、二折弯板的横板上分别开有供波纹管穿过的孔； 所述手动螺旋升降组件包括连接架、螺杆、第二螺母、连板及手轮，其中连接架的一端连接 在靶支座上，另一端为自由端，螺杆的两端分别通过轴承安装在连接架上、并由连接架的自 由端穿出设有手轮；所述第二螺母螺纹连接在螺杆上，连板的一端与第二螺母固接，另一端 与靶支杆相连、带动靶支杆上下往复移动；所述靶挡板组件包括靶挡板、转动杆、连接块、第 一万向节、连接杆、第二万向节、导轴及导套，其中导套安装在靶支座上、并与驱动器的输出 轴相连接，导轴插入导套内、可随导套转动并可相对于导套上下往复移动；所述导轴上设有 第一万向节，第二万向节通过连接杆与第一万向节相连接；所述连接块安装在靶头上、与靶 头连动，转动杆的一端设有靶挡板，另一端通过轴承安装在连接块上并由连接块穿过、与第 二万向节相连接；导套沿轴向设有条形槽，导轴的一端设有可在条形槽内上下往复移动的销钉，另一端设有第一万向节；所述驱动器通过电机座安装在靶支座上，驱动器的输出轴通 过联轴节与导套相连接，联轴节的外表面设有铁钉；在电机座上安装有两个相互垂直的第 一、二接近开关；电机座上设有多芯航空插头，驱动器及第一、二接近开关的电线焊接在多 芯航空插头上；所述靶头连接的进出水管及耐烘烤电线由靶支杆内穿出，其中耐烘烤电线 连接在接头组件上；所述靶支座上分别设有为靶支杆及靶挡板组件上下往复移动导向的第 一、二导向座。本发明的优点与积极效果为1.本发明靶头上连接有折弯波纹管组件，在折弯波纹管组件的带动下实现折弯功 能，使得一台磁控设备实现了多种镀膜工艺。2.由于本发明的靶头可折弯，因此不管是共溅射还是直溅射，真空室大法兰均可 以开直孔，降低了加工成本。3.本发明采用螺杆与螺母的螺纹连接，将螺杆的转动副变成靶支杆及靶头的上下 往复移动，传动稳定，便于空间排布。4.本发明的靶挡板组件通过两个万向节可以实现与靶头的共同折弯。5.本发明靶挡板组件中的导轴与导套采用条形槽与销钉的配合方式，结构简单。
图1为现有磁控靶的工作原理图；图2为本发明的工作原理图；图3为本发明的主视图；图4为图3的局部剖视图；图5为本发明的立体结构示意图；其中1为靶挡板，2为靶头，3为折弯波纹管组件，4为第一螺母，5为第一折弯板， 6为第二折弯板，7为波纹管，8为靶支杆，9为第一导向座，10为靶支座，11为手动螺旋升降 组件，12为连接架，13为螺杆，14为第二螺母，15为连板，16为手轮，17为接头组件，18为驱 动器，19为电机座，20为第一接近开关，21为第二接近开关，22为多芯航空插头，23为联轴 节，24为铁钉，25为第二导向座，26为导套，27为导轴，28为销钉，29为条形槽，30为第一万 向节，31为连接杆，32为第二万向节，33为靶挡板组件，34为连接块，35为转动杆。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。 如图3 5所示，本发明包括靶头2、折弯波纹管组件3、靶支杆8、靶支座10、手动 螺旋升降组件11、接头组件17、驱动器18及靶挡板组件33，其中靶支座10为圆盘状，其上 分别设有第一、二导向座9、25，靶支杆8可上下往复移动地插接在第一导向座9上。位于靶 支座10上方的靶支杆8的一端通过折弯波纹管组件3与靶头2相连接，折弯波纹管组件3 包括第一螺母4、波纹管7及第一、二折弯板5、6，第一、二折弯板5、6可分别为一个整体或 由结构相同的两部分组成；当第一、二折弯板5、6均为一个整体时，沿波纹管7的轴向截面 为凹形、上下设置，包括竖板及横板，第一折弯板5的竖板与第二折弯板6的竖板相叠置、并 通过第一螺母4相连接，第一、二折弯板5、6的横板上分别开有供波纹管7穿过的孔；为了拆卸方便，第一、二折弯板5、6也可由结构相同的两部分组成，即由四个折弯板组成、上下 各两个。波纹管7位于第一、二折弯板5、6之间，波纹管7的一端穿过第一折弯板5与靶头 2密封连接，另一端穿过第二折弯板6与靶支杆8的一端相连，靶头2通过折弯波纹管组件 3相对于靶支杆8可折弯。波纹管7可为液压波纹管或焊接波纹管，靶头2与波纹管7的密 封可以根据波纹管的类型采用氟橡胶圈密封连接或氩弧焊焊接。位于靶支座10下方的靶 支杆8的另一端端部设有与电源连接的接头组件17，靶头2连接的进出水管及耐烘烤电线 由靶支杆8内穿出，其中耐烘烤电线连接在接头组件17上，可以给靶头2加直流电源或射 频电源等电源。手动螺旋升降组件11包括连接架12、螺杆13、第二螺母14、连板15及手 轮16，其中连接架12的一端固定在靶支座10上，另一端为自由端，螺杆13的两端分别通 过轴承安装在连接架12上，并由连接架12自由端穿出、通过螺钉固接有手轮16 ；第二螺母 14螺纹连接在螺杆13上，连板15的一端与第二螺母固接，另一端与靶支杆8固接；通过旋 转手轮16，带动靶支杆8相对于靶支座10上下往复移动。驱动器18通过电机座19固定 安装在靶支座10上，驱动器18的输出端连接有相对靶支座10既可转动又可随靶支杆8上 下往复移动的靶挡板组件33 ；靶挡板组件33包括靶挡板1、转动杆35、连接块34、第一万向 节30、连接杆31、第二万向节32、导轴27及导套26，其中导套26插接在靶支座10上的第 二导向座25上、并通过联轴节23与驱动器18的输出轴相连接，导套26沿轴向设有条形槽 29 ；导轴27插入导套26内，导轴27位于导套26内的一端设有可在条形槽29内上下往复 移动的销钉28，另一端位于导套26外部，连接有第一万向节30，第二万向节32通过连接杆 31与第一万向节30相连接；连接块34固接在靶头2上、与靶头2连动，转动杆35的一端 固接有靶挡板1，另一端通过轴承安装在连接块34上并由该连接块34穿过、与第二万向节 32相连接。在电机座19上安装有两个相互垂直的第一、二接近开关20、21，联轴节23的外 表面设有铁钉24，第一、二接近开关20、21利用磁感应原理，通过感应到的铁钉24的信号来 控制驱动器18的开关。电机座19上设有多芯航空插头22，驱动器18及第一、二接近开关 20,21的电线焊接在多芯航空插头22上，便于与其它插件连接。本实施例的驱动器可为电 机或气缸。本发明的工作原理为工作时，将本发明的靶支座10与真空室上的磁控靶法兰密封连接，可以做成刀口 密封或0型氟橡胶圈密封。直溅射时，手动旋转手轮16，驱动螺杆13转动，螺杆13的转动 通过其与第二螺母14的螺纹连接变为第二螺母14及连板15沿螺杆13轴向的向上运动； 靶支杆8与连板15固接，随连板15共同向上运动，带动靶头2向上运动、进入真空室。在 靶头2向上运动的过程中，由于连接块34与靶头2固接，因此连接块34、靶挡板1、转动杆 35、第二万向节32、连接杆31、第一万向节30及导轴27均共同向上运动；导轴27向上运动 过程中，其上的销钉28在条形槽29内移动；靶头2的行程可根据实际需要设定。当靶头2 移动至工作位置时，停止旋转手轮16，驱动器18工作，通过联轴节23驱动导套26转动，导 套26在转动时通过条形槽29向导轴27上的销钉28施力，进而带动导轴27及第一万向节 30、连接杆31、第二万向节32、转动杆35、靶挡块1转动，靶挡块1由原来位于靶头2前端转 动至靶头旁边，接头组件10连接电源，靶头2开始直溅射。如图2所示，需要倾斜共溅时， 真空室暴露在大气的情况下，旋松第一螺母4，将第一折弯板5相对于第二折弯板6折弯，折 弯的过程中，靶头2在波纹管7的作用下折弯一所需角度；同时与靶头2固接的连接块34可以随着靶头2 —起折弯，通过第一、二万向节30、32实现折弯；调整好角度后再拧紧第一 螺母4。倾斜共溅时，靶挡板1的转动过程与直溅射相同。 本发明的靶支座10与靶支杆8之间用氟橡胶圈实现动密封，靶支座10与靶挡板 组件33之间用氟橡胶圈实现动密封。
权利要求
1.一种磁控溅射靶，其特征在于包括靶头(2)、折弯波纹管组件(3)、靶支杆(8)、靶支 座(10)、手动螺旋升降组件(11)、接头组件(17)、驱动器(18)及靶挡板组件(33)，其中靶 支杆⑶可上下往复移动地安装在靶支座(10)上，位于靶支座(10)上方的靶支杆⑶的 一端通过折弯波纹管组件(3)与靶头(2)相连接，靶头(2)通过折弯波纹管组件(3)相对 于靶支杆(8)可折弯，位于靶支座(10)下方的靶支杆(8)上连接有安装在靶支座(10)上 的手动螺旋升降组件(11)；所述驱动器(18)安装在靶支座(10)上，驱动器(18)的输出端 连接有相对靶支座(10)既可转动又可随靶支杆(8)上下往复移动的靶挡板组件(33)；位 于靶支座(10)下方的靶支杆(8)的另一端设有与电源连接的接头组件(17)。
2.按权利要求1所述的磁控溅射靶，其特征在于所述折弯波纹管组件(3)包括第一 螺母(4)、波纹管(7)及第一、二折弯板(5、6)，其中波纹管(7)位于第一、二折弯板(5、6) 之间，波纹管(7)的一端穿过第一折弯板(5)与靶头(2)密封连接，另一端穿过第二折弯板 (6)与靶支杆⑶相连，在第一、二折弯板(5、6)相叠置的连接处设有调节靶头(2)折弯角 度的第一螺母(4)。
3.按权利要求2所述的磁控溅射靶，其特征在于所述第一、二折弯板(5、6)上下设 置、包括竖板及横板，其中第一折弯板(5)的竖板与第二折弯板(6)的竖板相叠置、并通过 第一螺母(4)相连接，第一、二折弯板(5、6)的横板上分别开有供波纹管(7)穿过的孔。
4.按权利要求1所述的磁控溅射靶，其特征在于所述手动螺旋升降组件(11)包括连 接架(12)、螺杆(13)、第二螺母(14)、连板(15)及手轮(16)，其中连接架(12)的一端连接 在靶支座(10)上，另一端为自由端，螺杆(13)的两端分别通过轴承安装在连接架(12)上、 并由连接架(12)的自由端穿出设有手轮(16)；所述第二螺母(14)螺纹连接在螺杆(13) 上，连板(15)的一端与第二螺母固接，另一端与靶支杆(8)相连、带动靶支杆(8)上下往复 移动。
5.按权利要求1所述的磁控溅射靶，其特征在于所述靶挡板组件(33)包括靶挡板 (1)、转动杆(35)、连接块(34)、第一万向节(30)、连接杆(31)、第二万向节(32)、导轴(27) 及导套(26)，其中导套(26)安装在靶支座(10)上、并与驱动器(18)的输出轴相连接，导轴 (27)插入导套(26)内、可随导套(26)转动并可相对于导套(26)上下往复移动；所述导轴 (27)上设有第一万向节(30)，第二万向节(32)通过连接杆(31)与第一万向节(30)相连 接；所述连接块(34)安装在靶头(2)上、与靶头(2)连动，转动杆(35)的一端设有靶挡板 (1)，另一端通过轴承安装在连接块(34)上并由连接块(34)穿过、与第二万向节(32)相连 接。
6.按权利要求5所述的磁控溅射靶，其特征在于所述导套(26)沿轴向设有条形槽 (29)，导轴(27)的一端设有可在条形槽(29)内上下往复移动的销钉(28)，另一端设有第 一万向节。
7.按权利要求1或5所述的磁控溅射靶，其特征在于所述驱动器(18)通过电机座 (19)安装在靶支座(10)上，驱动器(18)的输出轴通过联轴节(23)与导套(26)相连接，联 轴节(23)的外表面设有铁钉(24)；在电机座(19)上安装有两个相互垂直的第一、二接近 开关(20、21)。
8.按权利要求7所述的磁控溅射靶，其特征在于所述电机座(19)上设有多芯航空插 头(22)，驱动器(18)及第一、二接近开关(20、21)的电线焊接在多芯航空插头(22)上。
9.按权利要求1所述的磁控溅射靶，其特征在于所述靶头(2)连接的进出水管及耐 烘烤电线由靶支杆(8)内穿出，其中耐烘烤电线连接在接头组件(17)上。
10.按权利要求1所述的磁控溅射靶，其特征在于所述靶支座(10)上分别设有为靶 支杆(8)及靶挡板组件(33)上下往复移动导向的第一、二导向座(9、25)。
全文摘要
本发明涉及镀膜设备，具体地说是一种磁控溅射靶，包括靶头、折弯波纹管组件、靶支杆、靶支座、手动螺旋升降组件、接头组件、驱动器及靶挡板组件，靶支杆可上下往复移动地安装在靶支座上，位于靶支座上方的靶支杆的一端通过折弯波纹管组件与靶头相连接，靶头通过折弯波纹管组件相对于靶支杆可折弯，位于靶支座下方的靶支杆上连接有安装在靶支座上的手动螺旋升降组件；驱动器安装在靶支座上，驱动器的输出端连接有相对靶支座既可转动又可随靶支杆上下往复移动的靶挡板组件；位于靶支座下方的靶支杆的另一端设有与电源连接的接头组件。本发明靶头在折弯波纹管组件的带动下实现折弯功能，使得一台磁控设备实现了多种镀膜工艺，降低了加工成本。
文档编号C23C14/35GK102108490SQ20091026544
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者刘丽华, 周颖 申请人:中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司