专利名称：一种等离子真空镀膜室的制作方法
技术领域：
本发明涉及镀膜领域，具体地说是ー种对各种绝缘材质和导电材质的エ件内外表面进行镀膜的等离子镀膜设备。
背景技术：
等离子全方位离子沉积技术(Plasma Immersion Ion Deposition),简称为PIID技木，是等离子增强化学气相沉积技术的ー种，其原理是向镀膜エ件施加脉冲直流或者纯直流，エ件表面释放电子与真空室内的气体发生碰撞，产生了等离子体，带正电的离子和被激活的分子在エ件表面成膜。利用PIID技术可以制备出类金刚石涂层，简称DLC涂层；由于DLC涂层具有高硬度、低摩擦系数、耐磨耐腐蚀能等多种优异的性能而被广泛应用。 传统的等离子全方位离子镀膜设备，如图I所示，将被镀エ件11置于真空镀膜室2内，通过人机控制系统6开启抽气系统7后，将真空镀膜室内的气压抽至10_3Pa以下(由真空检测系统I測量)，开启充气系统3，向真空室充入Ar气，调整气体流量和挡板的角度，使气压基本稳定在f 2Pa。并在エ件上施加高压脉冲电压(-4KV)，脉冲电源系统5另一端接真空壁，真空壁作为阳极接地。由于エ件表面聚集了大量的自由电子，且气压满足辉光放电的气压工作区间，此时，エ件表面不断向真空室内释放电子，在加速到真空壁的过程中，电子与Ar原子发生碰撞使其电尚，闻能量的电子造成了 Ar原子大量电尚，加之一个电子会与Ar原子产生多次碰撞，此时，整个真空室内部都充满了等离子体，因エ件表面的电子能量最高，造成其表面等离子体强度更高，到真空壁附近逐渐衰減。电子经过多次碰撞后，能量消失殆尽，靠近真空壁附近最終被真空壁(阳极)捕获，形成回路。电离后的Ar+带正电，受到エ件(带负电)的吸引而加速，エ件表面受到加速后的Ar+的轰击，表面的氧化物和杂质被刻蚀，实现了エ件表面的等离子体清洗，Ar+从エ件表面获得电子后恢复到基态。一般而言，等离子清洗这ー过程需要2-3小吋。和等离子清洗原理相似，エ件经清洗完毕后，在不降低电压的情况下，向真空内直接充入碳氢气体等，电子轰击这些气体分子将其电离，和Ar气不同的是，带正电的这些离子轰击到エ件表面，获得电子后不会变成气体脱离エ件表面(Ar气则直接脱离エ件表面)，而是以固态的形式直接沉积下来，形成了碳氢涂层，也就是类金刚石涂层，其中含有30%左右的固态氢，因此比金刚石韧性高，硬度能达到金刚石的25-30%。传统的等离子全方位离子镀膜设备将エ件置于金属板上，或者挂在金属棒上，金属棒直接与玻璃砖搭接，在镀膜过程中很容易在玻璃砖和金属棒的间隙部位打火。为了能够提高镀膜速率，在现有镀膜室内的绝缘支架上放置金属网罩，金属网罩和高压脉冲电源相连；当金属网罩上加载高压负脉冲后，金属网罩内部就会产生等离子体，由于电子被束缚在金属罩内与更多的气体粒子发生碰撞，因而可以产生更多的等离子体，从而提高镀膜速率，并能提高涂层的均匀性，而且它可以对三维复杂エ件内外表面同时进行镀膜。但是由于金属网罩通过每个网格中放出的电子数目会很多，这样会造成整个罐体内部温度升高，置于镀膜室内部的金属网罩、エ件温度也会升高，金属网罩、エ件在高温和等离子体包围的双重氛围下，带电的等离子会在金属网罩及エ件表面吸附，当电荷积累到一定程度而又得不到释放的时候，金属网罩和エ件会产生打火现象。在镀膜过程中一旦发生打火，镀膜电压很难加载到需要的參数，甚至很难继续镀膜。
发明内容本发明为了避免现有技术存在的不足之处，提供一种降低打火次数、提高镀膜质量的等离子真空镀膜室。本发明解决技术问题采用如下方案一种等离子真空镀膜室，其结构特点在于，镀膜室内设有金属网罩，金属网罩设有电子逃逸ロ，所述金属网罩通过ー横向贯穿的金属棒将其固定于镀膜室内，所述金属棒与镀膜室外高脉冲电源电连接，其两端通过玻璃砖固定在支架上，所述金属棒与玻璃砖之间连接方式为搭接，搭接处存有的间隙填充有铝箔。 本发明结构特点还其在于所述电子逃逸ロ至少ー个，设置在非正对着玻璃砖的位置，电子逃逸ロ的大小为10cm2_30cm2。所述玻璃砖上设有一个直径为0. 5cm-2cm防瀑裂的小孔。与已有技术相比，本发明有益效果体现在本实用新型通过在金属网罩上设置电子逃逸ロ，可以将电子从某ー固定方向释放出来，从而避免了电荷在エ件、网罩、玻璃砖上的积累，可以显著減少打火的次数。玻璃砖通过开设小孔使其自身在高温下不会爆裂；通过在金属棒和玻璃砖之间填充铝箔，可以有效缓解空心阴极造成的打火现象。
图I是传统等离子全方位离子沉积设备系统构成图。图2是改进后的等离子全方位离子沉积设备系统构成图。图3本实用新型玻璃砖与金属棒搭接处剖面示意图。
以下结合附图通过具体实施方式
对本实用新型做进ー步说明。
具体实施方式
如图2所示，镀膜室内设有带电子逃逸ロ 4的金属网罩10，通常由金属不锈钢网或不锈钢条焊接围成，孔径大小为Imm2-Icm2，一般为201或304不锈钢材质。金属网罩10通过ー横向贯穿的金属棒12将其固定于镀膜室内，金属棒10与镀膜室外的高脉冲电源5电连接，其两端通过玻璃砖13固定在支架8上，支架8为金属支架焊接在镀膜室内；如图3所示，金属棒10与玻璃砖13之间连接方式为搭接，搭接处存有的间隙填充有铝箔9。エ件11镀膜前，将エ件进行喷砂、酒精超声波清洗；烘干后悬挂于金属棒12上，放置时需保证エ件完全被金属网罩罩住且不能与金属网罩接触，金属网金属棒支撑金属网罩并悬挂エ件，它的两端靠玻璃砖支撑，金属棒需要和真空壁保持高度绝缘，玻璃砖起着重要的作用，为了保证玻璃砖在高温和真空室罐的真空状态下不爆裂，通常在玻璃砖上需要打一个小孔15，直径0. 5cm-2cm，这样真空罐在抽气时玻璃砖内的气体也会随之带出，避免玻璃砖在内外的气压差和高温的双重作用下发生爆裂。金属棒和玻璃砖接触时会产生间隙，在镀膜过程中，由于金属棒上面加载了很高的电压，玻璃砖会产生电荷积累从而发生间隙放电，这种情况对于镀膜极为不利，多数情况下会变成打火现象，因此，需要用铝箔将二者之间的间隙充分填满，由于铝箔具有极好的导电性，可以减少或避免打火现象。从图2可以看出，和图I比较少了等离子增强装置14，这是因为金属网罩本身可以达到等离子增强的效果。同时可以看出，在金属网罩的下方开设至少ー个电子逃逸ロ ；电子逃逸ロ的大小为10cm2-30cm2 ;在等离子镀膜过程中， 金属网罩内部会有电子不断的从网孔的间隙中放出，如果没有电子逃逸ロ，每个网格中放出的电子数目会很多，这样会造成整个罐体内部温度整体升高，置于真空罐内部的绝缘材质玻璃砖温度也会升高，玻璃砖在高温和等离子体包围的双重氛围下，带电的等离子体离子会在玻璃表面吸附，当电荷积累到ー定程度而又得不到释放的时候，玻璃砖表面会产生打火现象。另外，在エ件镀膜吋，由于镀的是类金刚石膜，其本身属于绝缘材质，也会造成电荷积累现象。
权利要求1.一种等离子真空镀膜室，其特征在于，镀膜室内设有金属网罩，金属网罩设有电子逃逸口，所述金属网罩通过一横向贯穿的金属棒将其固定于镀膜室内，所述金属棒与镀膜室外高脉冲电源电连接，其两端通过玻璃砖固定在支架上，所述金属棒与玻璃砖之间连接方式为搭接，搭接处存有的间隙填充有铝箔。
2.根据权利要求I所述的一种等离子真空镀膜室，其特征在于，所述电子逃逸口至少一个，设置在非正对着玻璃砖的位置，电子逃逸口的大小为10cm2-30cm2。
3.根据权利要求I所述的一种等离子真空镀膜室，其特征在于，所述玻璃砖上设有一个直径为O. 5cm-2cm防爆裂的小孔。
专利摘要本实用新型公开了一种等离子真空镀膜室，其特征在于，镀膜室内设有金属网罩，金属网罩设有电子逃逸口，所述金属网罩通过一横向贯穿的金属棒将其固定于镀膜室内，所述金属棒与高脉冲电源电连接，其两端搭通过玻璃砖固定在支架上，所述金属棒与玻璃砖之间连接方式为搭接，搭接处存有的间隙填充有铝箔。本实用新型通过在金属网罩上设置电子逃逸口，可以将电子从某一固定方向释放出来，从而避免了电荷在工件、网罩、玻璃砖上的积累，可以显著减少打火的次数。玻璃砖通过开设小孔使其自身在高温下不会爆裂；通过在金属棒和玻璃砖之间填充铝箔，可以有效缓解空心阴极造成的打火现象。
文档编号C23C16/50GK202755057SQ20122044215
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者李灿民, 陶满, 陶圣全 申请人:合肥永信等离子技术有限公司