一种电弧离子镀引弧装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于电弧离子镀技术领域，具体涉及一种电弧离子镀引弧装置。


背景技术：

[0002]
多弧离子镀膜技术是在真空条件下，通过控制电弧在靶材表面移动，来蒸发靶材金属，并在基片上施加一个高偏压，使得电弧蒸发出来的靶材粒子高速轰击在基片上，形成薄膜的过程。由于靶材表面上的电弧是一个低电压、大电流的直流电源来供给，所以本身只能维持电弧不能自发产生电弧，产生电弧的时候需要单独的引弧结构。引弧时，通过引弧针施加阳极电，靶材施加阴极电，引弧针短暂接触靶材使得阴阳极短暂短路，然后引弧针在离开靶材表面时，阴阳极电路出现击穿电弧，在通过电弧电源提供一个稳定的低电压、大电流输出，实现电弧的自我维持。
[0003]
目前引弧针在引弧过程中，引弧针放置在阴极靶面前，作为接地端与阴极瞬间短路，产生大电流，从而引起弧光放电，引弧针在阴极稳定放电无任何影响，但常规的引弧针通常是通过保护电阻接地，在放电过程中，引弧针作为阳极，大量电子受电场影响，会轰击引弧针的前端，前端受热会加速引弧针材料的老化，降低实用寿命。
[0004]
现阶段对于引弧针的吸收电子受热老化主要有以下两种处理方式：1、隐藏式，通过弹力组件将引弧针引弧后隐藏，缺点结构复杂，成本高，稳定性差。2、电位悬浮，将引弧针电位悬浮，其电路上加装延时开关并配合plc控制实现引弧针的电位悬浮，缺点：成本高、大电流的延时开关使用寿命有限、plc控制设计复杂。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种电弧离子镀引弧装置。
[0006]
本实用新型所采取的技术方案如下：一种电弧离子镀引弧装置，包括引弧杆、引弧针、直线驱动装置、支架；所述直线驱动装置固定在支架上；所述引弧杆一端与直线驱动装置相连，所述引弧杆穿过支架且与支架密封配合，所述引弧杆另一端与引弧针相连接；所述支架上固定有接电柱，所述接电柱端部与引弧杆表面相接触；在所述直线驱动装置驱动引弧杆沿其轴向方向往返运动的路径中所述引弧杆与接电柱端部相接触的表面具有接电区和绝缘区，随所述直线驱动装置驱动引弧杆沿其轴向方向往返运动，所述接电柱与接电区/绝缘区接触使引弧杆的电流闭合/断开。
[0007]
所述引弧杆包括由导电材料制成的使引弧针与接电区电连接的导电部和由绝缘材料制成的绝缘部。
[0008]
所述导电部为由导电材料一体制成的杆状部件，所述绝缘部为设置在导电部表面的绝缘涂料膜层。
[0009]
所述引弧杆表面上设有连接槽，所述接电柱的端部位于连接槽内，所述接电区和绝缘区构成连接槽的槽面，所述接电区位于连接槽的一端端部。
[0010]
所述接电柱接触引弧杆的端部为半圆型或锥形，所述连接槽的形状与接电柱端部的形状相匹配。
[0011]
所述引弧杆与直线驱动装置之间通过关节球轴承连接，所述连接槽的至少部分为旋转导向槽，当所述直线驱动装置驱动引弧杆沿其轴向方向运动且接电柱与旋转导向槽配合时，所述引弧杆同时作旋转运动。
[0012]
所述支架上设有螺孔，所述接电柱穿过螺孔且与支架螺纹连接。
[0013]
位于支架外的接电柱部分通过螺纹连接连接有接线螺栓。
[0014]
所述支架包括依次连接的驱动固定架、轴密封套筒、压盖，所述轴密封套筒内设有双向油封组件。
[0015]
所述引弧杆端部沿垂直轴向的方向设有至少两个与引弧针适配的引弧针安装孔，以及，沿轴向方向设有螺栓孔，所述螺栓孔与所有的引弧针安装孔相通，所述螺栓孔内螺纹连接有固定螺栓。
[0016]
本实用新型的有益效果如下：本实用新型在制备膜层过程中，直线驱动装置驱动所述引弧柱沿其轴向方向往返运动，在导电区接触通电，在绝缘区使电路分离，从而引弧装置交替通电、断电，可避免引弧装置作为阳极，减少大量电子受电场影响轰击引弧针前端所造成的加热老化现象。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。
[0018]
图1为实施例1的剖视图；
[0019]
图2为实施例1中导电柱与引弧杆配合的结构示意图；
[0020]
图3为实施例2的结构示意图；
[0021]
图4为实施例2的剖视图；
[0022]
图5为实施例2中导电柱与引弧杆配合的结构示意图；
[0023]
图6为实施例3中引弧杆的结构示意图；
[0024]
图7为实施例3中导电柱与引弧杆配合的结构示意图；
[0025]
图中，1，引弧杆；101，接电区；102，绝缘区；103，导电部；104，绝缘部；105，连接槽；106，旋转导向槽；107，引弧针安装孔；108，螺栓孔；2，引弧针；3，直线驱动装置；401，驱动固定架；402，轴密封套筒；403，压盖；5，接电柱；6，关节球轴承；7，接线螺栓；8，固定螺栓。
具体实施方式
[0026]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0027]
本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。
[0028]
实施例1：
[0029]
如图1所示，一种电弧离子镀引弧装置，包括引弧杆1、引弧针2、直线驱动装置3、支架；所述直线驱动装置3固定在支架上；所述引弧杆1一端与直线驱动装置3相连，所述引弧杆1穿过支架且与支架密封配合，所述引弧杆1另一端与引弧针2相连接；所述支架上固定有接电柱5，所述接电柱5端部与引弧杆1表面相接触；在所述直线驱动装置3驱动引弧杆1沿其轴向方向往返运动的路径中所述引弧杆1与接电柱5端部相接触的表面具有接电区101和绝缘区102，随所述直线驱动装置3驱动引弧杆1沿其轴向方向往返运动，所述接电柱5与接电区101/绝缘区102接触使引弧杆1的电流闭合/断开。在制备膜层过程中，直线驱动装置驱动所述引弧柱沿其轴向方向往返运动，在导电区接触通电，在绝缘区使电路分离，从而引弧装置交替通电、断电，可避免引弧装置作为阳极，减少大量电子受电场影响轰击引弧针前端所造成的加热老化现象。
[0030]
所述引弧杆1包括由导电材料制成的使引弧针2与接电区101电连接的导电部103和由绝缘材料制成的绝缘部104。
[0031]
如图2所示，所述导电部103为由导电材料一体制成的杆状部件，所述绝缘部104为设置在导电部103表面的绝缘涂料膜层。具体地，可以为dlc膜或任意不导电涂料膜层。当接电柱5沿引弧柱表面移动到绝缘涂料膜层，即可电路分离。
[0032]
所述引弧杆1表面上设有连接槽105，所述接电柱5的端部位于连接槽105内，所述接电区101和绝缘区102构成连接槽105的槽面，所述接电区101位于连接槽105的一端端部。即连接槽105槽面除一端端部位置外，其它区域均进行表面处理形成绝缘涂料表层，而不设置绝缘涂料表层的一端对应引弧针的工作时引弧杆与接电柱5配合的位置，这样确保引弧杆在非工作状态时处于电位悬浮状态。
[0033]
本实施例中，连接槽105为直线的，当直线驱动装置3驱动引弧杆1沿其轴向方向往返运动，接电柱5的端部始终位于连接槽105内，这样，绝缘区和导电区在引弧杆1上设置清晰，安装时，使接电柱5端部位于连接槽105内即可，或者，也可以不设置连接槽，在引弧杆1表面上的特定区域涂抹可明显区分于其它区域的绝缘涂料形成绝缘区102便于安装时接电柱5对准绝缘区102所在角度，或者也可以在引弧杆1表面上的特定区域（即引弧杆1对应需要电路分离一定距离范围）涂抹环状的绝缘涂料形成绝缘区102，这样安装时，任意角度均可。
[0034]
所述接电柱5接触引弧杆1的端部为半圆型或锥形，所述连接槽105的形状与接电柱5端部的形状相匹配。当接电柱5与接电区101相接触时，接电柱5与连接槽105的接触面积较大，有助于电流连通。
[0035]
所述支架上设有螺孔，所述接电柱5穿过螺孔且与支架螺纹连接。
[0036]
位于支架外的接电柱5部分通过螺纹连接连接有接线螺栓7。
[0037]
所述支架包括依次连接的驱动固定架401、轴密封套筒402、压盖403，所述轴密封套筒402内设有双向油封组件。
[0038]
所述引弧杆1端部沿垂直轴向的方向设有至少两个与引弧针2适配的引弧针安装孔107，以及，沿轴向方向设有螺栓孔108，所述螺栓孔108与所有的引弧针安装孔107相通，所述螺栓孔108内螺纹连接有固定螺栓8。本实施例附图中为设置两个引弧针安装孔107，也可以设置更多，便于引弧针调节位置。
[0039]
直线驱动装置3可以采用气缸、液压缸、电机等常见的直线驱动装置，本实施例采用的是气缸。
[0040]
实施例2：
[0041]
本实施例与实施例1大部分结构相同，只有引弧杆1与直线驱动装置3之间的连接结构和连接槽105的形状不同。
[0042]
具体地，如图3、图4所示，所述引弧杆1与直线驱动装置3之间通过关节球轴承连接，如图5所示，所述连接槽105的至少部分为旋转导向槽106，当所述直线驱动装置3驱动引弧杆1沿其轴向方向运动且接电柱5与旋转导向槽106配合时，所述引弧杆1同时作旋转运动。
[0043]
旋转导向槽106的设置实现了可以通过驱动引弧杆1沿直线运动使远离靶材的同时作旋转运动使引弧针转出靶面前方区域，使靶面前方无遮挡，这样可有效避开靶材离化的金属离子直接沉积在引弧针表面，提高了引弧针的导电性（沉积的化合物大多不具有导电性，会影响引弧针的导电性），增大了放电引弧的稳定性，减少引弧针的替换次数（纯金属的沉积，一般很难清理，大部分都会直接丢），同时，靶面前无遮挡，更有利于沉积膜层。
[0044]
实施例3：
[0045]
本实施例与实施例1大部分结构相同，本实施例与实施例1大部分结构相同，只有引弧杆1和接电柱5的结构不同。
[0046]
具体地，如图6所示，引弧杆1为由导电材料制成的杆状的导电部103和由绝缘材料制成的杆状的绝缘部104首尾连接构成，导电部103和绝缘部104的外径一致，引弧针2连接在导电部103相对连接绝缘部104的另一端，这样，当接电柱5贴合在绝缘部104表面时，电流为断开，当接电柱5贴合在导电部103表面时，电流闭合。
[0047]
如图7所示，接电柱5端部为引弧杆1外表面贴合。
[0048]
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。