一种溅射靶材自循环冷却装置的制作方法

本发明属于磁控溅射领域，针对靶材散热技术，特别涉及一种溅射靶材自循环冷却装置。

背景技术：

物理气相沉积技术作为一种全新的表面处理技术，这种技术科技含量高，零污染，并且能大大提高工具使用性能和使用寿命，得到了人们的广泛重视。电弧离子镀技术作为当今最成功的一种物理气相沉积技术，被广泛应用与刀具、模具及汽车零部件等表面的处理，也得到不断地提升和改进。电弧离子镀技术根据阴极电弧形状的不同有分为圆形弧、矩形弧及柱状弧等形式，其中应用最广泛的是圆弧靶技术，因为其体积小、重量轻、易操作，并且可根据真空设备腔体的大小，选择靶材数量，这就大大提高了其实际应用的可操作性。

在电弧离子镀技术中，靶材温度高，不利于稳定的输出等离子体，现有的阴极靶降温装置多采用水冷降温，其方法是在靶材背面通循环水，使得靶材保持较低温度。在生产过程中，随着靶材的消耗，需要经常更换靶材，防止冷却进入真空腔体，因此，这种方式更换靶材十分不方便，真空腔体极其容易进水，稍有不慎冷却水进入真空腔体，严重影响真空，大大降低镀膜质量，同时这也给更换靶材带来了极大的麻烦，再加上真空腔体上小圆弧靶数量少则几个多则几十个，这就更进一步增加了工作的繁琐程度，影响了生产效率的提高。

技术实现要素：

本发明为了提高靶材散热效率，降低靶材更换的难度，设计一种溅射靶材自循环冷却装置，此装置能够有效地消除上述不足。

本发明的技术方案是：

一种溅射靶材自循环冷却装置，包括靶材和散热结构，靶材采用合成射流方法降温，靶材对接密封在金属阴极上端，合成射流发生器固定在合成射流腔体内部，产生间歇射流气体，射流气体由合成射流腔体储存，沿喷嘴喷出，喷出的射流气体冲击靶材内侧肋片达到降温作用，升温后的气体进入散热通道，经降温的气体重新回到合成射流腔体循环使用。

进一步讲：靶材呈水杯状金属结构，内侧包含肋片，并且能够对接密封在金属阴极上端，形成整体导电结构。

进一步讲：靶材与金属阴极组成密闭结构，气体在内部循环不外泄。

进一步讲：合成射流发生器由压电片带动震动膜高频震动产生合成射流气体。

进一步讲：散热通道的低温环境可以采用压缩空气制冷设备实现。

进一步讲：喷嘴与肋片的间隙距离可调。

本发明的有益效果在于：这种溅射靶材自循环冷却装置设备体积小，该设备能耗低，改变了以往水循环系统庞大的缺陷；更换靶材方便，只需对接拧紧靶材即可；靶材温度可控可调。

附图说明

图1为本发明结构图

具体实施方式

如图1所示，靶材1采用合成射流方法降温，靶材1对接密封在金属阴极7上端，合成射流发生器5产生间歇射流气体，射流气体由合成射流腔体4储存，沿喷嘴3喷出，喷出的射流气体冲击靶材1内侧肋片2达到降温作用，升温后的气体进入散热通道6，经降温的气体重新回到合成射流腔体4循环使用。

射流气体循环如图1所示，散热通道6的低温环境可以采用压缩空气制冷设备实现；靶材1温度通过喷嘴3与肋片2的间隙距离控制；同时可以通过压电片带动震动膜频率控制；也可以通过散热通道6的温度控制。

靶材1呈水杯状金属结构，内侧包含肋片2，并且能够对接密封在金属阴极7上端，形成整体导电结构，气体在内部循环不外泄。次结构体积小，安装方便。