本实用新型涉及涂层技术领域，特别涉及一种磁场可调的磁控溅射涂层系统。
背景技术：
目前，一般的真空涂层设备采用固定式永磁场系统。磁场系统是整个涂层设备的重要组成部分。磁场的分布和强弱直接影响着气体离化率、溅射率及沉积速率。磁场的强弱又取决于靶材和对应磁铁的距离。距离越近，磁场越强，距离越远，磁场越弱。另外，靶材的消耗也会影响磁场的强度。磁场减弱后，轰击靶材力度减弱，电子螺旋线状运行的半径减小，从而减小电子和靶材撞击的概率，气体离化率会降低，导致二次电子减少，电压明显升高，溅射产额降低，从而降低沉积速率。磁场增强后，轰击靶材力度增强，磁控靶的阴极工作电压会随着靶面磁场的增加而降低，也随着靶面的溅射刻蚀槽加深而降低。溅射电流也随着靶面的溅射刻蚀槽加深而加大，从而导致靶材的利用率降低，同时因沉积速率的加快，涂层的均匀性得不到保障。
因此，传统涂层设备无法在工艺过程中控制磁场强度，从而很难控制溅射率、沉积速率等各项参数，以至于涂层的一致性和均匀性难以保证。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种磁场可调的磁控溅射涂层系统，可以实现对磁场强度的调控，从而可以控制气体离化率、溅射率及沉积速率，进而保障涂层的一致性和均匀性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：一种磁场可调的磁控溅射涂层系统，包括真空腔室、靶材、磁铁、步进电机、直流脉冲电源和PLC单元，靶材设置于真空腔室中，磁铁设置于靶材的后方，步进电机连接有齿轮传动机构，该齿轮传动机构连接有连杆机构，连杆机构又与磁铁连接，步进电机通过齿轮传动机构和连杆机构的配合带动磁铁前后移动，该直流脉冲电源具有负极、正极、电源控制端口和电源通信端口，真空腔室上设有阴极和阳极，直流脉冲电源的负极与阴极连接，直流脉冲电源的正极与阳极连接，该PLC单元包括CPU、通信模块、输入模块和输出模块，直流脉冲电源的电源通信端口通过profibus总线与PLC单元的通信模块连接，直流脉冲电源的电源控制端口通过profibus总线与PLC单元的输出模块连接，所述步进电机具有电机控制端口和电机通信端口，PLC单元的通信模块通过profibus总线与步进电机的电机通信端口连接，PLC单元的输出模块通过profibus总线与步进电机的电机控制端口连接。
进一步的，该真空腔室连接有冷却水进水管和冷却水出水管。
进一步的，所述齿轮传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和传动带，该主动齿轮与步进电机连接，传动带连接于主动齿轮和从动齿轮之间。
进一步的，所述CPU与PC连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中的直流脉冲电源的电源通信端口通过profibus总线与PLC单元的通信模块连接，直流脉冲电源的电源控制端口通过profibus总线与PLC单元的输出模块连接，从而通过直流脉冲电源的电压信号控制PLC单元的输出模块信号，而PLC单元的通信模块又通过profibus总线与步进电机的电机通信端口连接，PLC单元的输出模块又通过profibus总线与步进电机的电机控制端口连接，从而可以通过PLC单元的输出模块的输出电压信号，实现对步进电机的移动行程的控制，以实现对靶材与磁铁之间的距离的调整，从而实现对磁场强度的调整控制，最终控制气体离化率、溅射率及沉积速率，保障涂层的一致性和均匀性。
附图说明
图1为本实用新型的一种磁场可调的磁控溅射涂层系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种磁场可调的磁控溅射涂层系统，包括真空腔室1、靶材2、磁铁3、步进电机4、直流脉冲电源5和PLC单元18，靶材2设置于真空腔室1中，磁铁3设置于靶材2的后方，步进电机4连接有齿轮传动机构，该齿轮传动机构连接有连杆机构，连杆机构又与磁铁3连接，步进电机4通过齿轮传动机构和连杆机构的配合带动磁铁3前后移动，该直流脉冲电源5具有负极、正极、电源控制端口501和电源通信端口502，真空腔室1上设有阴极6和阳极7，直流脉冲电源5的负极与阴极6连接，直流脉冲电源5的正极与阳极7连接，该PLC单元18包括CPU8、通信模块9、输入模块10和输出模块11，直流脉冲电源5的电源通信端口502通过profibus总线与PLC单元18的通信模块9连接，直流脉冲电源5的电源控制端口501通过profibus总线与PLC单元18的输出模块11连接，所述步进电机4具有电机控制端口402和电机通信端口401，PLC单元18的通信模块9通过profibus总线与步进电机4的电机通信端口401连接，PLC单元18的输出模块11通过profibus总线与步进电机4的电机控制端口402连接。
进一步说，该真空腔室1连接有冷却水进水管12和冷却水出水管13，便于对该真空腔室进行冷却。
进一步说，齿轮传动机构包括主动齿轮14、从动齿轮15和传动带16，该主动齿轮14与步进电机4连接，传动带16连接于主动齿轮14和从动齿轮15之间。从动齿轮15通过连杆机构与磁铁3连接。
进一步说，PLC单元的CPU与PC连接。
磁场与直流脉冲电源的输出电压的关系为：磁场越强，直流脉冲电源的输出电压越小，输出电流越大。本实用新型中的直流脉冲电源5通过profibus总线与PLC单元18实现通信，具体的，直流脉冲电源5的电源通信端口502通过profibus总线与PLC单元18的通信模块9连接，直流脉冲电源5的电源控制端口501通过profibus总线与PLC单元18的输出模块11连接， PLC单元18获得直流脉冲电源5的输出电压信号，从而通过直流脉冲电源5的电压信号控制PLC单元18的输出模块信号，而PLC单元18的通信模块9又通过profibus总线与步进电机4的电机通信端口401连接，PLC单元18的输出模块11又通过profibus总线与步进电机4的电机控制端口402连接，从而可以通过PLC单元18的输出模块的输出电压信号，实现对步进电机4的运行的控制，步进电机4又可通过齿轮传动机构和连杆机构控制磁铁3的前后移动行程，以实现对靶材2与磁铁3之间的距离的调整，从而实现对磁场强度的调整控制，最终得以控制气体离化率、溅射率及沉积速率，保障涂层的一致性和均匀性。本实用新型中的靶材的磁场强度可调节，可以任意设定所需要的靶材磁场强度，且不会因工艺过程中靶材的消耗改变磁场强度。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。