专利名称：高真空磁控管的制作方法
技术领域：
本实用新型设计的是一种磁控喷涂装置，具体地说是一种磁控喷涂装置的磁控管。
背景技术：
众所周知，用于对材料表面喷涂装饰性或功能性(抗磨损，耐腐蚀)薄膜(见US patent №5736019)的直流平面磁控管，它们具有阴极、阳极、环状平面磁力系统、导磁体、阳极与阴极之间用于供给工作气体(常规情况下是氩气)的环型侧槽，并在3-10毫托的压力区域内工作。人们同样熟悉的直流平面高真空磁控管，它用于在真空室内压力为0.05-10毫托范围内喷涂薄膜。依靠附加磁场(例如US patent№5593551)，或依靠将平面磁控管置入长圆柱管中(例如US patent №5656138)保证在低压情况下工作，并在该管中实现工作气体的较高压力(达5毫托)，而通过快速抽吸，降低主真空室内的压力。在工作压力较高的长管中可以安装空心阴极形式的电子或离子辅助源(例如USpatent №5656138，US patent №6083361)。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种不需要辅助技术装置或者是离子辅助源、结构简单的高真空磁控管。
本实用新型的目的是这样实现的它包括阴极、阳极、磁力装置、导磁体，阴极呈圆柱形，平面磁力装置设置于阴极下面，导磁体位于磁力装置的下面，阳极呈圆筒状置于阴极外且其底部带有工作气体入口，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙。本实用新型还可以包括这样一些结构特征1、在阳极的上部设置有成型盖，成型盖的中间有通孔。2、阴极上方的周边处设置有成型压圈，成型盖与成型压圈之间有供工作气体通过的间隙。3、所述的阴极的侧面与阳极内壁之间的供工作气体通过的间隙为2-10毫米。4、在阴极的上面上开有盲孔，盲孔位于圆柱形阴极的中间、周边或者是周边和中间处。
图5是本实用新型的工作原理示意图。在本实用新型的装置中具有磁场和电场。在阴极1和阳极2之间附加电位差(直流电压)的情况下产生电场。在永磁体磁力装置3上形成磁场。磁场B和电场E的初始形状如图5所示。在通过供工作气体通过的间隙8供工作气体(一般为氩气)后，在真空室5造成的压力，其压强比阴极和阳极之间缝隙的压强低。由于在阴极和阳极之间缸体状缝隙内偶然的离化作用，引燃辅助放电，随后，在放电电压增加的情况下，在阴极平面之上点燃主放电。
本实用新型在阳极的上部设置有成型盖，阴极的侧面与阳极内壁之间的供工作气体通过的间隙中的压力就能加大，为降低室内压力创造了可能；阴极上方的周边处设置有成型压圈，更可以增大阴极的侧面与阳极内壁之间的供工作气体通过的间隙中的压力。本实用新型无需使用辅助技术装置及电子或离子辅助源，扩大直流平面磁控管的工作压力范围由0.05至10毫托。依靠在阳极与阴极之间，在同一个磁系统上形成双重磁控放电，并且在低压(0.05-5毫托)区域的阴极平面上方发生第一放电即主放电，而在阴极表面和阳极内表面，在工作气体压力超过5毫托的区域发生第二放电即辅助放电，这样就可达到所述目的。在外部环形磁体的外磁场上进行辅助磁控放电。如果技术条件要求使真空室内的压力很低(例如0.05毫托)，那么，圆柱体部分的阳极与阴极之间距离应增加到10毫米；如果所要求的室内工作气体压力为1毫托时，那么，阳极与阴极间的距离应缩减到3毫米。为了加大电子向主要放电区域的移动，可以在阴极的中心部位或其周边制作一个不深的盲孔。该孔起空心阴极作用，并可以加大电子由阴极向主要磁控放电区的移动。与众所周知的技术处理方法相比，该发明可以在工作室内气体压力为0.05-10毫托的范围工作，无需使用辅助磁体和无需将真空室装置复杂化。
图1-图4是本实用新型的四种实施方案的结构示意图。
图5是本实用新型的工作原理示意图。
具体实施方式结合图1。高真空磁控管的组成包括圆柱形阴极1，设置与阴极下的平面磁力装置3，位于平面磁力装置下的导磁体4，设置于阴极外、且其底部带有工作气体入口的圆筒状阳极2，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8。本实用新型的装置置于真空室5中。阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8中形成辅助磁控放电区域6。在阴极的上方形成主要磁控放电区域7。
结合图2。高真空磁控管的组成包括圆柱形阴极1，设置与阴极下的平面磁力装置3，位于平面磁力装置下的导磁体4，设置于阴极外、且其底部带有工作气体入口的圆筒状阳极2，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8，在阳极的上部设置有成型盖9，阴极上方的周边处设置有成型压圈10，成型盖与成型压圈之间有供工作气体通过的间隙。本实用新型的装置置于真空室5中。阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8中形成辅助磁控放电区域6。在阴极的上方形成主要磁控放电区域7。
结合图3。高真空磁控管的组成包括圆柱形阴极1，设置与阴极下的平面磁力装置3，位于平面磁力装置下的导磁体4，设置于阴极外、且其底部带有工作气体入口的圆筒状阳极2，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8，在阳极的上部设置有成型盖9，阴极上方的周边处设置有成型压圈10，成型盖与成型压圈之间有供工作气体通过的间隙。在圆柱形阴极的中间开有盲孔11。本实用新型的装置置于真空室5中。阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8中形成辅助磁控放电区域6。在阴极的上方形成主要磁控放电区域7。
结合图4。高真空磁控管的组成包括圆柱形阴极1，设置与阴极下的平面磁力装置3，位于平面磁力装置下的导磁体4，设置于阴极外、且其底部带有工作气体入口的圆筒状阳极2，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8，在阳极的上部设置有成型盖9，阴极上方的周边处设置有成型压圈10，成型盖与成型压圈之间有供工作气体通过的间隙。在圆柱形阴极的中间开有盲孔11，在圆柱形阴极的周边开有盲孔12。本实用新型的装置置于真空室5中。阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙8中形成辅助磁控放电区域6。在阴极的上方形成主要磁控放电区域7。
权利要求1.一种高真空磁控管，它包括阴极、阳极、磁力装置、导磁体，其特征是阴极呈圆柱形，平面磁力装置设置于阴极下面，导磁体位于磁力装置的下面，阳极呈圆筒状置于阴极外且其底部带有工作气体入口，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙。
2.根据权利要求1所述的高真空磁控管，其特征是在阳极的上部设置有成型盖，成型盖的中间有通孔。
3.根据权利要求2所述的高真空磁控管，其特征是阴极上方的周边处设置有成型压圈，成型盖与成型压圈之间有供工作气体通过的间隙。
4.根据权利要求1、2或3所述的高真空磁控管，其特征是所述的阴极的侧面与阳极内壁之间的供工作气体通过的间隙为2-10毫米。
5.根据权利要求1、2或3所述的高真空磁控管，其特征是在阴极的上面上开有盲孔，盲孔位于圆柱形阴极的中间、周边或者是周边和中间处。
6.根据权利要求4所述的高真空磁控管，其特征是在阴极的上面上开有盲孔，盲孔位于圆柱形阴极的中间、周边或者是周边和中间处。
专利摘要本实用新型提供的是一种高真空磁控管。它包括阴极、阳极、磁力装置、导磁体，阴极呈圆柱形，平面磁力装置设置于阴极下面，导磁体位于磁力装置的下面，阳极呈圆筒状置于阴极外且其底部带有工作气体入口，阴极的侧面与阳极内壁之间有供工作气体通过的间隙。本实用新型与众所周知的技术处理方法相比，该发明可以在工作室内气体压力为0.05－10毫托的范围工作，无需使用辅助磁体和无需将真空室装置复杂化。
文档编号H01J25/50GK2629211SQ03260240
公开日2004年7月28日 申请日期2003年7月9日 优先权日2003年7月9日
发明者沃尔科夫A.A, 金霄, 李北光, 张晓东, 刘国辉 申请人:黑龙江省哈工大中俄科学技术合作有限公司