一种旋转吊装平面靶的制作方法

本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种能够使靶基距最小化，有效提高溅射速率，节省靶材，降低成本；且靶体冷却效果好，靶材溅射功率高的旋转吊装平面靶。

背景技术：

现有装饰品的颜色以黄金色、玫瑰金色为主；以往的装饰品表面是利用真空镀膜方法镀一层仿金颜色的氮化钛，而为了进一步提高装饰品的精饰效果，需要在氮化钛表面镀一层真黄金或玫瑰金，以使色彩更加艳丽，并同时提升饰品的耐摩擦、耐腐蚀性能，延长膜层的使用寿命，使首饰表面能够长时间保持靓丽光泽、且无需清洗。装饰品的掺金镀膜一般采用磁控溅射的方式，并且，需要使用纯金靶材，为了易于靶材的制备，纯金靶材通常制作成平面靶的结构形式。

但是，由于整个镀膜过程中镀纯金膜层是最后一道工序，所以，在镀其他材料的膜层时，金靶表面要进行遮挡，以防止靶面污染，否则将影响成膜的质量。现有的遮挡方式是采用旋转屏蔽来遮挡靶面，然而，具有回转结构的旋转屏蔽，其回转直径要远大于平面靶的直径，故导致靶基距（靶材与工件表面的距离）增大。较大的靶基距会降低溅射的速率，从而提升镀膜成本。另外，现有靶体的冷却系统冷却效果差，严重削弱靶材的溅射功率。故有必要对现有的吊装平面靶予以改进。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种能够使靶基距最小化，有效提高溅射速率，节省靶材，降低成本；且靶体冷却效果好，靶材溅射功率高的旋转吊装平面靶。

本实用新型所采用的技术方案是：该旋转吊装平面靶包括平面靶体，平面靶体内部设置有磁极板，磁极板上设置有永磁体，永磁体前侧的平面靶体上设置有溅射靶材，其特征在于：所述平面靶体的外侧设置有筒状的固定屏蔽，固定屏蔽的一侧设置有开口；所述平面靶体的上端与旋转轴相连，旋转轴通过转动轴承座与真空室顶壁的外侧相连，且旋转轴与回转驱动机构相连；所述旋转轴的中部设置有沿轴线布置的中心通孔，中心通孔内设置有中心进水管，中心进水管的上端设置有进水口；中心进水管的外壁与旋转轴中心通孔的内壁之间设置有出水通道，出水通道的上端设置有出水口；所述平面靶体的磁极板内部设置有竖直布置的循环冷却通道，循环冷却通道的进口与旋转轴中部的中心进水管相连，循环冷却通道的出口则与旋转轴内的出水通道相连。

所述平面靶体内部的磁极板与溅射靶材之间设置有冷却腔，所述磁极板内的循环冷却通道的下部与冷却腔相连，且冷却腔的上部与循环冷却通道的出口相连。以使冷却腔内充满循环冷却水，进而让溅射靶材在工作过程中充分冷却，进一步提高靶材表面的溅射功率。

所述与旋转轴相连的回转驱动机构，包括设置在真空室顶壁外侧支撑座上的旋转气缸，旋转气缸的气缸转轴上设置有主动齿轮，主动齿轮与所述旋转轴上设置的从动齿轮相啮合。以通过旋转气缸驱动主动齿轮带动从动齿轮旋转，进而使旋转轴以及其下端连接的平面靶体一同转动，从而在真空镀膜设备进行其他前序镀膜工艺时，将掺金镀膜平面靶体的靶面旋转180度，以被固定屏蔽遮挡，防止靶材表面污染，提高膜层质量。

所述平面靶体上端设置的旋转轴的顶部外壁上，布置有水密封油封。以防止经由出水通道排出到出水口处的冷却水的渗漏，提升密封效果，确保使用安全。

所述平面靶体外侧设置的筒状固定屏蔽的材料为不锈钢。

所述平面靶体内部设置的磁极板的材料为纯铁或低碳钢。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用外侧设置有筒状固定屏蔽的平面靶体，固定屏蔽的一侧设置开口；平面靶体的上端与旋转轴相连，旋转轴通过转动轴承座与真空室顶壁相连，旋转轴与回转驱动机构相连；旋转轴中部设置的中心通孔内布置有中心进水管，中心进水管的上端设置进水口；中心进水管外壁与旋转轴中心通孔内壁之间设置出水通道，出水通道的上端设置出水口；平面靶体磁极板内部设置的循环冷却通道的进口，与旋转轴的中心进水管相连，循环冷却通道的出口与旋转轴内的出水通道相连的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，在真空镀膜设备进行其他前序镀膜工艺时，可利用回转驱动机构将掺金镀膜平面靶体的靶面旋转180度，以被固定屏蔽遮挡，进而防止靶材表面的污染，提高膜层质量；并且，通过平面靶体的旋转结构，实现靶基距的最小化设置，从而提高溅射速率，节省靶材，降低镀膜成本。另外，循环冷却通道内的循环冷却水，能够使溅射靶材在工作过程中充分冷却，以提高靶材表面的溅射功率。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1沿A-A线的剖视图。

图3是图2中的平面靶体旋转180度、溅射靶材被固定屏蔽所遮挡的使用状态示意图。

图中序号说明：1真空室顶壁、2支撑座、3旋转气缸、4气缸转轴、5主动齿轮、6进水口、7出水口、8水密封油封、9从动齿轮、10中心进水管、11出水通道、12转动轴承座、13旋转轴、14平面靶体、15溅射靶材、16循环冷却通道、17固定屏蔽、18磁极板、19永磁体、20冷却腔、21镀膜工件。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本实用新型的具体结构。该旋转吊装平面靶包括内部设置有磁极板18的平面靶体14，平面靶体14的磁极板18上设置有用于产生束缚电子所需磁场的永磁体19；永磁体19前侧、平面靶体14的开口处设置有纯金溅射靶材15。平面靶体14的外侧，设置有用于遮挡溅射靶材15的筒状固定屏蔽17；筒状固定屏蔽17朝向镀膜工件的一侧设置有开口。平面靶体14的上端与穿过真空室顶壁1的旋转轴13相连，且旋转轴13通过转动轴承座12与真空室顶壁1的外侧相连。旋转轴13还与回转驱动机构相连，回转驱动机构包括设置在真空室顶壁1外侧支撑座2上的旋转气缸3，旋转气缸3的气缸转轴4上设置有主动齿轮5，主动齿轮5与旋转轴13上部设置的从动齿轮9相啮合；进而通过旋转气缸3驱动主动齿轮5来带动从动齿轮9旋转，以使旋转轴13以及其下端连接的平面靶体14一同转动，从而在真空镀膜设备进行其他前序镀膜工艺时，将掺金镀膜平面靶体14的靶面旋转180度，以被固定屏蔽17遮挡，防止靶材表面污染。

平面靶体14上端的旋转轴13的中部，设置有沿轴线布置的中心通孔；旋转轴13的中心通孔内，设置有用于使冷却水进入到平面靶体14磁极板18的循环冷却通道16内的中心进水管10，且中心进水管10的上端设置有进水口6。旋转轴13内部的中心进水管10的外壁与旋转轴13中心通孔的内壁之间，设置有用于将冷却水排出的出水通道11；出水通道11的上端则设置有出水口7。平面靶体14的磁极板18内部，设置有沿竖直方向布置的循环冷却通道16；循环冷却通道16的进口，与旋转轴13中部的中心进水管10下端的出口相连；循环冷却通道16的出口，则与旋转轴13内的出水通道11相连通。为了提升密封效果、确保使用的安全性，平面靶体14上端设置的旋转轴13的顶部外壁上，布置有水密封油封8；以防止经由出水通道11排出到出水口7处的冷却水的渗漏。

出于进一步提高靶材表面溅射功率的目的，平面靶体14内部的磁极板18与溅射靶材15之间设置有冷却腔20；磁极板18内的循环冷却通道16的下部与冷却腔20相连通，并且，冷却腔20的上部与循环冷却通道16的出口相连；从而使冷却腔20内充满循环冷却水，让溅射靶材15在工作过程中充分冷却。能够理解的是，为了提升冷却腔20的密封性能，平面靶体14上设置的溅射靶材15与平面靶体14上开口两侧的侧壁之间，设置有水密封油封。根据具体的使用需要，平面靶体14外侧设置的筒状固定屏蔽17可以采用不锈钢材料制成；平面靶体14内部设置的磁极板18可以采用纯铁或低碳钢等导磁材料制成。

该旋转吊装平面靶使用时，将镀膜工件清洗后，上架、入炉；待真空室抽真空后，炉内加热100℃～200℃。在真空镀膜设备进行沉积氮化钛等其他前序镀膜工艺时，掺金镀膜平面靶体14的靶面默认初始状态为：向内旋转180度、被固定屏蔽17遮挡（如图3所示）。当需要进行最后一道掺金镀膜（镀纯金膜层）工序时，通过回转驱动机构的旋转气缸3驱动主动齿轮5，来带动从动齿轮9旋转，以使旋转轴13以及其下端连接的平面靶体14一同转动，将掺金镀膜平面靶体14的靶面旋转180度，进而让溅射靶材15从固定屏蔽17的开口处露出、并朝向镀膜工件21（如图2所示），以进行掺金镀膜。同时，冷却水通过进水口6和中心进水管10，进入到平面靶体14磁极板18的循环冷却通道16内，并由循环冷却通道16的下部进入到冷却腔20内；然后，流经靶体内部、与工作状态的靶材进行热交换后的冷却水，再经由出水通道11和出水口7排出，从而提高靶材表面的溅射功率。掺金镀膜完毕，待镀膜工件冷却后，将真空室连通大气、开门取件。