专利名称：一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接入装置的防护结构，尤其涉及一种用于物理气相沉积设备的真空室内的电接入装置的防护结构。
背景技术：
近年来，镀膜技术得到特别迅速的发展，其应用范围也逐步扩大，用于防护、抗氧化、超硬耐磨、导电、导热等各个方面。作为主要镀膜技术之一的物理气相沉积(PVD)方法主要是用蒸发沉积，溅射沉积或离子镀等方法将气相的镀膜材料(或与某种气体化合后) 沉积到样品上。随着科学技术的发展，特别是在研究领域，对材料在制备和前后期的处理的要求越来越高。许多情况下需要在待镀膜的样品上施加一定的电压或电流以满足不同目的的需要。在一些丝状样品上镀膜时，镀膜前后可以通过电流加热进行热处理，也可以在制备过程中利用电流加热提供一定的生长温度。特别是在一些特殊情形下，例如沉积磁性薄膜时，施加电流可以提供一个环绕样品轴线的柱面磁场，能够满足一些材料和器件制备与处理的特殊需要。因此，需要在物理气相沉积设备的真空室内增加电接入装置，以对样品施加电压或电流。然而，多数情况下，当对样品镀膜时，不仅对样品进行镀膜，沉积物质也会沉积到真空室内的其他部件上，包括为样品施加电流的电接入装置，如果被沉积的是导电材料，则容易导致电接入装置的短路。因此需要对电接入装置进行一些电镀防护设计，以避免在样品被沉积过程中，电接入装置表面也被沉积而导致电接入装置的短路。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，特别是针对在丝状样品被沉积过程中，可以防止电接入装置在沉积导电材料时因为被镀膜而引起的电接入装置的短路。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，包括至少一组绝缘子，所述绝缘子设置在电接入装置的轴芯外；设置在所述绝缘子外的遮挡罩，固定所述绝缘子和所述遮挡罩的固定装置。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，所述绝缘子具有塔形结构。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，所述绝缘子具有板型结构。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，进一步包括三组以上绝缘子。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，绝缘子由陶瓷或聚四氟乙烯制成。本发明提供一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其中固定装置为螺母。在薄膜沉积过程中，由于与样品相连的电接入装置暴露在沉积气氛中，很容易使电接入装置也被沉积。因此，在电接入装置上增设了保护结构，从源出来的气相物质经过遮挡罩和绝缘子的屏蔽后，在沉积导电材料薄膜时，可以有效地防止电接入装置的表面形成足以导致影响的连续的导电层。从而，杜绝了被沉积上导电物质后形成电极短路等不利后
图1是本发明所依据的物理气相沉积设备的真空室内各部件示意图；图2是显示根据本发明的第一实施例中的物理气相沉积设备的与电接入装置相关的包括防护结构在内的整体结构原理示意图；图3是根据图2中所示的电接入装置的防护结构的示意图；图4是显示根据本发明的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构的另一实施例；图5是图2中所示的与电接入装置相关的样品固定端部分的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的物理气相沉积设备中的电接入装置的防护结构做进一步说明。图1是典型的使用本发明装置的物理气相沉积设备的真空室内各部件结构示意图。其中，真空室15内包括有设置在真空室15底部的待沉积的物质源16，源16可以是溅射靶或蒸发源等；设置在真空室15中的转轴8，转轴8与外部驱动连接；固定在转轴 8另一端的样品支架6 ；样品17被样品固定装置18和19固定在样品支架6的旋转轴线上， 由此来实现样品17和转轴8的同轴同步旋转。转轴固定支架20通过轴承来支撑转轴8，从而起到固定和动力传递作用。也就是，转轴8被外部驱动带动转动时，带动固定在另一端的样品支架6同轴旋转。样品支架6放置在气相物质源16的正上方。图2是显示根据本发明的第一实施例中的物理气相沉积设备的与电接入装置相关的包括防护结构在内的整体结构示意图。其中，转轴8为中空，可兼作一个电极，在其中套入轴芯3，轴芯3充当该设备中的电极。在转轴8内设置有绝缘层9，将作为电极的轴芯3与转轴8隔开。轴芯3由金属制成，构成物理气相沉积设备的接入电极。绝缘层9可以用聚四氟乙烯制成。转轴8与图1 中所示的轴固定支架6构成设备的一个电极。在转轴8的一端上(图2中为左端)，设置有样品支架6。通过一个锁紧螺帽7，样品支架6被固定在转轴8的一端上。因此，样品支架 6、锁紧螺帽7以及图1中的样品固定装置6和18 —起构成设备的另一个电极。轴芯3也从该端伸出转轴8，伸出部分含有下面将详细描述的防护结构所保护，从而使得轴芯3的和轴8之间不会在沉积导电材料时因为镀膜而短路。
在转轴8的另一端(图2中的右端)，轴芯3的端部设置有电极环12，在其上方设置有碳刷10，碳刷10和电极环12接触，在转轴8旋转的时候，可以得到良好的导电效果， 达到电极引出的目的。电极环12和轴芯3直接接触，和转轴8之间通过绝缘垫片11隔离。 紧固螺帽13将电极环12和绝缘垫片11紧紧固定在转轴8的端部。这样，通过如图1所示的转轴支架20、转轴8、样品支架6和样品固定装置18，电流被传递到样品17的另外一端， 构成施加在样品17上的电流回路。采用上述方式，经过转轴固定装置20后，电极被引出，这是一种设计和制作都比较便捷的方式。可以通过末端的螺纹和动力装置连接。当然，动力也可以通过其它方法输入，这需要根据具体应用场合来设计，在这里不赘述。下面结合附图3来详细描述本发明的电接入装置的防护结构。图3是根据图2中所示的电接入装置的防护结构的示意图。如图3所示，图3是图2中的局部示意图。其中在轴芯3伸出转轴8的一段的伸出部分上，从左到右依次设置有二组塔形绝缘子1，套筒形绝缘子2，覆盖住绝缘子1和和绝缘子2的遮挡罩5，以及用来紧固上述部件的螺帽4。其中绝缘子1和2由绝缘材料例如陶瓷、聚四氟乙烯等制成。当图1中的样品17被镀膜时，沉积的气相物质由源16向外呈辐射型喷射，因此， 如果作为接入电极的轴芯3的裸露在转轴8之外的部分直接暴露在沉积环境中，也会和样品17—样被镀膜覆盖。如果被沉积的物质是一种导电物质，很容易引起短路。如如图3所示，设置遮挡罩5、绝缘子1、2之后，从源16出来的气相物质经过遮挡罩5和绝缘子1的屏蔽后，很难在轴芯3和轴8之间形成足以导致影响的连续的导电层。从而，杜绝了被沉积上导电物质后形成电极短路等不利后果。因此遮挡罩5和绝缘子1、2对裸露的轴芯3起到了屏蔽作用。对于绝缘子的设计，可以才用绝缘子1和绝缘子2 —体制造的方式。图3中采用的是塔形结构，绝缘子1的倾斜的部分可以遮挡住中部凸出的部分，可以起到更好的遮挡效果。图4是给出在要求较低的情况下，根据本发明的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构的另一简化实施例。其基本结构与图3所示的相同，在此不再赘述。该实施例与上述实施例的区别在于，绝缘子1的结构。在图3所示中，绝缘子1为塔形结构，在本实施例中，该绝缘子1被简化为图4中所示的简单直径较大的圆片式设计，制作简便，也可以达到防护的目的。另外，在一些要求较高的场合，也可以把绝缘子组合增加到3组以上，就可以达到更好的防护效果。另外，图2中的电刷10、绝缘垫片11和电极环12可以被置于一个遮挡罩(未显示)之中，来有效避免气相物质在这一部分的沉积，在此不再赘述。在本发明的实施例中，用一个螺帽4来紧固遮挡罩5和绝缘子1、2是较为简单的方式。也可以根据需要，用其他的固定方式或其他固定装置来固定上述部件。图5是图2中所示的与电接入装置相关的样品固定端部分的结构示意图。图5中显示轴芯3的一端(图2中的最左端)，如图5中的左图所示，在轴芯3的末端截面上，在中心位置沿直径设置2条互相垂直的细槽，该细槽的宽度约为1mm。如图5中左图所示，轴芯3的末端加工成一个锥面形状，螺帽14旋在其上。当固定待沉积的样品时，将丝状样品的一端插入到轴芯3的细槽中心，当螺帽14向左旋紧时，螺帽14的内径对轴芯3的外锥面施加压力，缩小细槽之间的宽度，从而达到固定样品的目的。这种设计虽然复杂一些，但是在方便样品装卸的同时，可以保证样品处于旋转轴线上。此处也可以采用其它简单的固定方式，例如用螺钉来固定。前面给出的是在旋转装置中的实施实例，相比之下，不需要旋转装置时的实施较为简单。具体方案可根据具体应用需求进行必要的变化，这里给出一种在通常的应用场合下，比较实用的实施方案。将图3给出的结构通过固定旋转支架6的部位固定在真空室内满足要求的位置。轴8(包括轴芯3)的长度根据需要确定，将导电环12改为连接电线的垫片(线鼻)即可。此时，轴芯3的端头装配螺帽4后的外端(图3所示的左侧)，通过加装螺帽即可固定样品固定装置或者电极输出导线。本发明的上述实施例并不是对本发明的限制。因此，在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。
权利要求
1.一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其特征在于，包括至少一组绝缘子，所述绝缘子设置在电接入装置的轴芯外；设置在所述绝缘子外的遮挡罩，固定所述绝缘子和所述遮挡罩的固定装置。
2.如权利要求1所述的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其特征在于，所述绝缘子具有塔形结构。
3.如权利要求1所述的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其特征在于，所述绝缘子具有板型结构。
4.如权利要求1所述的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其特征在于，进一步包括三组以上绝缘子。
5.如权利要求1，2或3中任一项所述的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构， 其特征在于，所述绝缘子由陶瓷或聚四氟乙烯制成。
6.如权利要求1所述的物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，其特征在于，所述固定装置为螺母。
全文摘要
一种物理气相沉积设备的电接入装置的防护结构，包括至少一组绝缘子，所述绝缘子设置在电接入装置的轴芯外；设置在所述绝缘子外的遮挡罩，固定所述绝缘子和所述遮挡罩的固定装置。气相物质经过设置在电接入装置外的遮挡罩和绝缘子的屏蔽后，很难在电接入装置上形成足以导致影响的连续的导电层。从而，杜绝了电接入装置被沉积有导电物质后形成电极短路等不利后果。
文档编号C23C14/22GK102234761SQ201010156640
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者赵强, 赵振杰 申请人:华东师范大学