一种磁控阴极弧调节装置的制作方法

本实用新型涉及真空物理气相沉积技术领域，具体涉及一种磁控阴极弧调节装置。

背景技术：

真空镀是一种在真空条件下，使用蒸发、溅射或离化等方式在产品表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺。这种工艺主要有真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，其中离子镀中包含目前工业上应用最广的真空电弧涂镀技术。真空电弧涂镀主要由镀膜机上的阴极电弧源进行的。其中，电弧源在工作时通过引弧针使靶材起弧，弧斑在靶面快速移动，其阴极表面的阴极斑点尺寸小、电流密度高，弧斑所在区域的材料温度能够迅速升高到沸点以上，产生强烈蒸发、喷溅和离化，沉积于基体。

然而阴极弧斑在工作时，容易激发并产生金属大颗粒一直都是阴极弧技术的瓶颈一大难点。现有技术根据电弧离子体良好的导电性，电中性，与磁场可作用性，使用磁场控制电弧的位置、形状以及运动。合理的设计并利用磁场可以很好的控制电弧运动，从而大幅度地减少液滴量、减少尺寸、提高膜层寿命。因此在真空电弧涂镀常常使用永磁体进行控制。

但是人们一般认为永磁体相对于靶材的距离是不会变化的，然而实际上随着靶材的不断消耗，阴极靶材部靶材表面与永磁体之间的距离逐渐变化。即永磁体对阴极靶材部上不同位置的靶材的磁场是逐渐改变的，最终造成了阴极靶材部表面磁场不断变化进而影响镀膜效果。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种磁控阴极弧调节装置，其在阴极靶材部逐渐消耗，距离磁场发生部变化时，保持阴极靶材部表面的磁场不变。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种磁控阴极弧调节装置，其特征在于，其包括：

一支撑杆；

一阴极靶材，其固定于所述支撑杆一端；

一组件，所述支撑杆组设于所述组件，且所述组件包括永磁体和驱动件，所述驱动件被设置成驱动所述支撑杆和组件相对移动，使所述阴极靶材在靠近或远离所述永磁体的方向上移动。

在上述技术方案的基础上，所述组件包括主体部分，所述永磁体安装于所述主体部分上。

在上述技术方案的基础上，所述永磁体嵌设于所述主体部分。

在上述技术方案的基础上，所述主体部分和所述永磁体均为环形。

在上述技术方案的基础上，所述支撑杆为螺杆，所述驱动件包括与所述螺杆相匹配的螺母，且所述驱动件组设于所述主体部分上。

在上述技术方案的基础上，所述驱动件还包括驱动所述主体部分自转的驱动轮。

在上述技术方案的基础上，所述驱动轮包括驱动轴和组设于所述驱动轴的摩擦轮，且所述摩擦轮抵持于所述组件。

在上述技术方案的基础上，所述支撑杆上设有刻度。

在上述技术方案的基础上，所述阴极靶材还包含靶材和含有凹槽的阴极靶座，所述阴极靶座固定于支撑杆上，靶材固定在阴极靶座上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型磁控阴极弧调节装置中的设置了组件能够主动调整永磁体相对于阴极靶材的表面的距离，使得靶材表面的电弧受到的磁场保持不变进而使得大幅减少液滴量、减少尺寸较大离子状态的阴极靶材的产生，使得物理气相沉积能够稳定高效的进行，提供膜层的质量以及寿命。。

(2)本实用新型磁控阴极弧调节装置中的主体部分和永磁体均为环形，能够提供稳定且形状方向容易控制的磁场，使得磁场预设为能够较好的控制电弧电击阴极靶材位置。

(3)本实用新型磁控阴极弧调节装置中的驱动轮包括驱动轴和组设于驱动轴上的摩擦轮，能够计算需要驱动轴转动角度，并根据得出的角度驱动驱动轴转动，使得永磁体作用在阴极靶材上的磁场保持不变。

(4)本实用新型磁控阴极弧调节装置中的阴极靶材包括含有凹槽的阴极靶座和和靶材，设定阴极靶座使得阴极靶材能够更好的将靶材固定在支撑杆上的一端。

附图说明

图1为本实用新型磁控阴极弧调节装置实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型磁控阴极弧调节装置实施例2的组件的俯视图

图3为图4沿A-A方向的截面图；

图4为本实用新型磁控阴极弧调节装置实施例3的结构示意图；

图5为本实用新型磁控阴极弧调节装置实施例4的结构示意图。

图中：1-支撑杆，2-阴极靶材，3-组件，20-靶材，21-阴极靶座，30-永磁体，31-驱动件 32-主体部分，33-驱动轮，330-驱动轴，331-摩擦轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

实施例一

参见图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供一种磁控阴极弧调节装置，包括支撑杆1、阴极靶材2和组件3。

阴极靶材2设在支撑杆1的一端，其阴极靶材2在真空条件下，受到低电压和高电流产生/激发出的电弧从而产生离子状态的靶材20。该离子状态的靶材20脱离阴极靶材2部的靶材20表面，精准且稳定的沉积在工件的表面。组件3中的永磁体30产生磁场，磁场预设为能够较好的控制电弧电击阴极靶材2位置，以及电弧的形状和运动。这样设置的磁场能够大幅减少液滴量、减少尺寸较大离子状态的阴极靶材2的产生，使得物理气相沉积能够稳定高效的进行，提供膜层的质量以及寿命。

除了永磁体30组件3还包含有驱动件31，驱动件31能够驱动支撑杆1和组件3相对移动，由于阴极靶材2固定于支撑杆1的一段，支撑杆1和组件3相对移动时，组件3就相对于阴极靶材2进行了移动。即组件3的驱动件31事的永磁体30能够靠近或者远离阴极靶材2移动。当阴极靶材2被消耗后，其体积变小，高度或者长度变小，使得阴极靶材2的表面相对于永磁体30的距离变换，这样因此靶材20表面的磁场将变化，被磁场控制的电弧将变化，进而使得产生的离子状态的靶材20变化。此时驱动件31驱动支撑杆1和组件3相对移动，使得阴极靶材2的表面和永磁体30的相对的位置保持不变，磁场保持不变。即尽管阴极靶材2不断被消耗，但是永磁体30随着阴极靶材2的表面相对移动，保持电弧不变的作用与阴极靶材2，保证减少液滴量、减少尺寸较大离子状态的阴极靶材2的产生，使得物理气相沉积能够稳定高效的进行，提供膜层的质量以及寿命。

实施例二

参见图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种磁控阴极弧调节装置实施例与实施例一的区别在于：组件3包含有主体部分32，主体部分32材料为不锈钢，其包含的的永磁体30安装在主体部分32中，当驱动件31驱动支撑杆1和组件3相对移动时，安装在组件3主体部分32的永磁体30将随着组件3移动。优选的，永磁体30嵌设于主体部分32，固定镶嵌使得永磁体30在整个磁控阴极弧调节装的放置相对不变，不会应为驱动件31的驱动造成旋转等等，避免磁场的方向变化，从而保持物理气相沉积稳定进行。

进一步的，主体部分32和永磁体30均为环形。环形的永磁体30和主体部分32轴心重合，环形的永磁体30能够提供稳定且形状方向容易控制的磁场，使得磁场预设为能够较好的控制电弧电击阴极靶材2位置，以及电弧的形状和运动。这样设置的磁场能够大幅减少液滴量、减少尺寸较大离子状态的阴极靶材2的产生，使得物理气相沉积能够稳定高效的进行，提供膜层的质量以及寿命。

具体的，支撑杆1为螺杆，驱动件31包括螺母，该螺母的螺纹和螺杆吻合，且驱动件31组设于主体部分32。在支撑杆1和驱动件31上包含螺纹的部分，使得支撑杆1和组件3的相对移动的距离能够根据其沿着螺纹旋转的度数来控制，使得该相对移动更方便计算以及控制需要移动距离。即根据阴极靶材2消耗的程度，计算出需要组件3移动的距离，根据螺纹的倾斜角，计算出螺母需要旋转的度数，进行旋转。该螺纹连接结构简单方便，能够较稳定的驱动支撑杆1和组件3相对移动。优选的螺纹材料为聚四氟，聚四氟层耐高温、绝缘且耐摩擦。聚四氟层耐高温不会因为摩擦融化使得螺母咬合螺杆以及沿着螺杆的螺纹旋转时候，该螺母能够十分流畅的贴合在螺杆表面。耐摩擦使得螺母更长时间的应用于沿着螺杆旋转，使得驱动杆件的使用时间更长，进而本实用新型磁控阴极弧调节装置的使用寿命更长。绝缘使得聚四氟层在本实用新型磁控阴极弧调节装置工作时不会吸引电力从而对物理气相沉积造成干扰，或者造成事故。

更进一步的，驱动组件3包含驱动所述主体部分32自转的驱动轮33，当需要正转或者反转时，只需驱动轮33旋转设定的角度即可。方便快捷。

实施例三

参见图4所示，本实用新型提供一种磁控阴极弧调节装置实施例与实施例一的区别在于：所述驱动轮33包括驱动轴330和组设于驱动轴330上的摩擦轮331，该摩擦轮331抵持于组件3的主体部分32，具体抵持于组件3的主体部分32的一。驱动轴330旋转时，带动摩擦轮331旋转，由于摩擦轮331抵持于组件3侧，摩擦轮331将带动组件3的主体部分32旋转，主体部分32旋转带动组件3上的螺母旋转，最终，螺母沿着螺杆上的螺纹旋转，驱动了支撑杆1和组件3的相对移动。设定驱动轴330使组件3被动受力，使得组件3能够稳定的旋转，且不受外部其他作用干扰，保持磁场的稳定。

优选的，可以设置一个控制组件3连接驱动轴330，另设长度测量仪器于该控制组件3相连。长度测量仪器测量阴极靶材2消耗的量，传输给控制组件3，控制组件3根据阴极靶材2消耗的量，计算永磁体30和支撑杆1需要相对移动的距离，再根据预设的螺纹角度参数计算需要驱动轴330转动较角度，最后根据得出的角度驱动驱动轴330转动。使得永磁体30作用在阴极靶材2上的磁场保持不变。

进一步的，螺杆上设置刻度，便于操作人员肉眼观察本实用新型的工作情况。

除了摩擦轮331抵持于组主体部分32以外，还可以使用齿轮啮合等等本领域技术人员容易想到的方案进行衍生变换。

实施例四

参见图5所示，本实用新型提供一种磁控阴极弧调节装置实施例与实施例三的区别在于：阴极靶材2包括含有凹槽的阴极靶座21和和靶材20，阴极靶材2固定于支撑杆1上，靶材20固定于阴极靶座21上。设定阴极靶座21使得阴极靶材2能够更好的将靶材20固定在支撑杆1上的一端。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。