阴极电弧靶座的制作方法

文档序号:15547907发布日期:2018-09-28 21:32阅读:560来源:国知局

本实用新型涉及多弧离子镀膜设备技术领域,特别是涉及一种阴极电弧靶座。



背景技术:

阴极电弧镀膜是物理气相沉积(PVD)领域的重要方式,作为阴极的靶材附近引发了气体电弧放电,将靶材气化电离,然后在待镀工件直接沉积或反应沉积所需要的涂层。该技术已有近50年的发展历史,被广泛用于先进制造业中工模具的表面处理。

目前的阴极电弧靶座用于产生磁场的线圈的轴线均垂直于靶材的端面,为获得更高的平行于靶材端面的磁场分量,这些装置需要高的励磁电流,线圈磁场的有效利用率低,也难以保证靶材端面表面各点磁场大小的一致性。由此可见,靶材使用过程中有效调制靶材端面磁场平行分量的一致性和均匀性仍是亟需解决的关键技术问题。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型的目的是提供一种阴极电弧镀膜装置,以保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性。

基于此,本实用新型提供了一种阴极电弧靶座,包括靶座上设有循环水冷腔室平台和靶材扣锁系统,靶座内设有包括永磁体和若干个线圈组件线圈组成的磁组件,所述线圈组件包括若干个并列且交替设置的导磁块和绝缘块,所述导磁块上缠绕线圈,所述线圈的轴线穿过相邻的所述绝缘块,且所述线圈的轴线平行于循环水冷腔室平台。

作为优选的,所述线圈组件和循环水冷腔室平台之间设有平行于所述循环水冷腔室平台的极靴板,所述极靴板上设有多个通孔,所述通孔呈放射状对称设置。

作为优选的,所述极靴板和循环水冷腔室平台之间设有平行于所述极靴板的绝缘板和导磁板。

作为优选的,所述磁组件包括极靴筒,所述极靴筒套设在所述线圈组件外,且所述极靴筒的一端连接于所述极靴板,使所述极靴筒和极靴板围成一腔体。

作为优选的,所述线圈组件有两个,每个所述线圈组件中的多个所述线圈的轴线同轴设置,两个所述线圈组件相互交叉垂直布置,使两个所述线圈组件的线圈的轴线相垂直。

作为优选的,所述导磁块和绝缘块均为柱状结构,所述线圈的轴线垂直于所述导磁块的长度方向。

作为优选的,所述磁组件内环绕所述线圈组件设有一圈永磁体,一圈所述永磁体的环绕轴线垂直于所述线圈的轴线,所述永磁体的两极的连线垂直于所述循环水冷腔室平台。

本实用新型的阴极电弧靶座在靶座内交替设置有导磁块和绝缘块,导磁块上缠绕有线圈,其中线圈的轴线平行于循环水冷腔室平台,由于绝缘块处相当于气隙,因此线圈和导磁块产生的磁场会在气隙处形成强漏磁,在线圈中通入同等大小的励磁电流的情况下,相较于传统的线圈轴线垂直于循环水冷腔室平台的装置,本装置产生的漏磁在平行于循环水冷腔室平台的方向产生的磁场强度分量更高,而且交替设置的导磁块和绝缘块还有利于保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性,进而保障本装置镀膜涂层的质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的阴极电弧靶座的整体结构示意图;

图2是本实用新型实施例的阴极电弧靶座的线圈组件示意图;

图3是本实用新型实施例的阴极电弧靶座的极靴板示意图;

图4是本实用新型实施例的阴极电弧靶座的部分结构示意图。

其中,1、循环水冷腔室平台;11、靶材扣锁系统;2、线圈组件;21、导磁块;22、绝缘块;23、线圈;3、极靴板;31、通孔;4、导磁板;5、绝缘板;6、永磁体;7、磁组件;71、内筒;72、外筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1所示,示意性地显示了本实用新型的阴极电弧靶座,包括靶座上设有循环水冷腔室平台1和靶材扣锁系统11,循环水冷腔室平台即为循环水冷腔室的平台的表面,靶材扣锁系统11用于将靶材扣锁在循环水冷腔室平台1上。在本实施例中,靶材为圆盘状且其溅射面平行于循环水冷腔室平台表面。靶座的磁组件7由包括永磁体6和内设有若干个线圈组件2组成,线圈组件2包括若干个并列且交替设置的导磁块21和绝缘块22,相邻的导磁块21和绝缘块22相互紧贴在一起,导磁块21上缠绕有线圈23,其中线圈23的轴线穿过相邻的绝缘块22设置,而且线圈23的轴线平行于循环水冷腔室平台1。当线圈23通电,导磁块21和线圈23产生磁场,绝缘块22处相当于气隙,气隙处会产生强漏磁;在线圈23中通入相同大小的励磁电流的情况下,相较于传统的线圈23轴线垂直于循环水冷腔室平台1的装置,本装置产生的漏磁在平行于循环水冷腔室平台1的方向上的磁场强度分量更高。而且,交替设置的导磁块21和绝缘块22不仅能产生上述气隙和强漏磁,而且还有利于保证循环水冷腔室平台1上的靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性,提升工件镀膜涂层的质量。

结合图1至图3所示,为了优化该装置的结构,线圈组件2和循环水冷腔室平台1之间设有平行于循环水冷腔室平台1的极靴板3,极靴板3的材质为工业纯铁,极靴板3上设有多个通孔31,通孔31呈放射状对称设置,由于磁路会自动选择磁阻小的地方通过,因此绝缘块22处产生的部分强漏磁会从通孔31内侧壁流经极靴板3内部,其原因是极靴板3的磁阻小于空气的磁阻,最终极靴板3对绝缘块22处产生的强漏磁产生平滑作用,增强线圈组件2在平行于靶材溅射面的方向上的磁场强度,平行于靶材溅射面的磁场在线圈组件2和极靴板3的共同作用下呈现周期性强弱分布,其在通孔31处获得较大值,进而使电弧的弧斑在溅射面上均匀运动;该装置还包括工业纯铁材质的极靴筒32,极靴筒32套设在线圈组件2外,且极靴筒32的一端连接于极靴板3,使极靴筒32和极靴板3围成一腔体,这有利于将线圈组件2产生的磁场限制在极靴筒32内,增强极靴板3的通孔31处的漏磁;进一步的,极靴板3和循环水冷腔室平台1之间设有平行于极靴板3的导磁板4,导磁板4的材质也为工业纯铁,同样的,由于导磁板4的磁阻小于空气的磁阻,因此强漏磁会被导磁板4进一步的平滑,以更进一步地增强线圈组件2在平行于靶材12溅射面的方向上的磁场强度。其中,导磁块21和绝缘块22均优选为柱状结构,线圈23的轴线垂直于导磁块21的长度方向,导磁板4和极靴板3之间设有绝缘板5,使导磁板4和极靴板3绝缘设置。

结合图4所示,线圈组件2优选为两个,每个线圈组件2中的多个线圈23的轴线同轴设置,两个线圈组件2相互交叉垂直布置,使两个线圈组件2的线圈23的轴线相垂直,这样布置可让溅射面上的磁场分布更为均匀。

磁组件7内环绕线圈组件2设有一圈永磁体6,一圈永磁体6的环绕轴线垂直于线圈23的轴线,永磁体6的两极的连线垂直于循环水冷腔室平台1,线圈组件2产生的强漏磁在循环水冷腔室平台1的侧边缘部分磁场较弱,永磁体6的作用就是增强循环水冷腔室平台1侧边缘部分的磁场,以便实施侧面引弧方式。

综上所述,本实用新型的阴极电弧靶座在靶座的磁组件7设置有包括永磁体6和若干个线圈组件2,线圈组件2交替设置有导磁块21和绝缘块22,导磁块21上缠绕有线圈23,其中线圈23的轴线平行于循环水冷腔室平台1,由于绝缘块22处相当于气隙,因此线圈23和导磁块21产生的磁场会在气隙处形成强漏磁,在线圈23中通入同等大小的励磁电流的情况下,相较于传统的线圈23轴线垂直于循环水冷腔室平台1的装置,本装置产生的漏磁在平行于循环水冷腔室平台1的方向产生的磁场强度分量更高,而且交替设置的导磁块21和绝缘块22还有利于保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性,进而保障本装置镀膜涂层的质量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

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