靶材移动机构的制作方法

1.本实用新型涉及电弧镀膜设备领域，尤其涉及一种靶材移动机构。


背景技术：

2.在当前设备上，阴极杆及其靶材位置固定，磁场位型由电磁场决定，一般对于某一工艺而言，其参数基本固定，这些硬件缺乏灵活性，在生产过程中，容易造成不良的影响：另外，现有弯管磁过滤技术应用于生产中，由于弯管外部电、磁场等基本参数可调范围有限，靶材烧蚀不能长时间稳定，特别是对于石墨靶材，经常发生灭弧，趋稳时间长；在固定外部线圈条件下，其磁力线位型固定，存在一定的磁场范围保障弧源稳定烧蚀，随着烧蚀时间增长，靶材高度越来越小，导致弧斑在靶面上的控制变弱，利用率不足50％，且换靶及维护次数及时间较长；弧源阴极烧蚀经常发生跑弧与引弧针发生短路，导致生产中断且易造成机械件烧融化，维修成本大大增加。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种靶材移动机构，以解决靶材烧蚀不稳定、利用率不高的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供的一种靶材移动机构，包括中空的阳极筒以及安装于所述阳极筒一端的基座，所述基座上滑动安装有阴极杆，所述阴极杆的一端穿设所述基座并延伸进阳极筒的内侧，所述阴极杆的一端还安装有所述靶材，所述阴极杆的另一端位于阳极筒的外侧，所述基座上还设有真空密封装置，所述阴极杆穿设于所述真空密封装置以实现阴极杆与基座之间滑动密封连接。
5.优选地，所述真空密封装置安装于基座朝向外侧的一侧，所述真空密封装置包括密封座以及向上凸设于密封座上的密封凸部，所述密封座与基座密封连接，所述密封座及密封凸部沿密封凸部的中心线开设有第一密封通孔，所述阴极杆穿设于所述第一密封通孔中。
6.优选地，所述阴极杆上与第一密封通孔的连接部位设有螺纹。
7.优选地，所述真空密封装置为真空磁流体密封装置，包括密封座体以及凸设于密封座体上的磁流体密封部，所述密封部包括中空的密封壳体以及安装于密封壳体内部的永磁体、极靴和磁流体，所述永磁体为至少一个，所述永磁体和极靴均安装在所述密封壳体的内侧壁上，所述永磁体在阴极杆的轴向方向上的两侧分别设有所述极靴，所述极靴朝向阴极杆的一侧设有磁液槽，所述磁液槽上设有磁流体，所述永磁体、极靴的中部设有第二密封通孔，所述阴极杆穿设于所述第二密封通孔中。
8.优选地，所述密封部设于所述密封座体的下部，所述密封座体安装于基座朝向外侧的一侧上，所述密封部嵌设于所述基座内并向下延伸进阳极筒的内部。
9.优选地，所述密封座体的上部还凸设有凸柱，所述凸柱朝向阴极杆的一侧设有若干凸筋，所述相邻凸筋之间形成卡槽，所述阴极杆上对应所述卡槽设有卡凸，所述卡凸与卡
槽卡接且所述卡凸与凸筋二者中至少有一个为柔性。
10.优选地，所述阴极杆位于阳极筒的外侧的一端上还设有夹持固定机构，所述夹持固定机构具有与阴极杆配合的夹持部以在阴极杆发生滑动后固定阴极杆。
11.优选地，所述阴极杆位于阳极筒内的一端的端部设有靶材座，所述靶材座上安装有靶材，所述靶材座上还设有冷却腔道，所述阴极杆位于阳极筒外侧的另一端上设有进液口和出液口，所述阴极杆的内部设有进液通道和出液腔道，所述进液口、进液通道、出液腔道、出液口以及冷却腔道连通。
12.优选地，所述阳极筒的外侧壁上还围设有稳弧线圈和聚焦线圈，所述聚焦线圈设于稳弧线圈的外侧。
13.优选地，所述基座上还安装有引弧组件，所述引弧组件用于驱使靶材产生弧斑。
14.与现有技术相比，本实用新型通过在基座上设置真空密封装置，使得靶材可以沿着阴极杆的轴向运动或旋转运动，以调节靶材在阳极筒中的位置，确保最佳烧蚀位点，实现靶材烧蚀的时时稳定；另外，通过灵活调节阴极靶材位置，避免弧斑出现异常烧蚀、阴极异常放电，元器件烧损，从而提高涂层设备安全性，涂层的品质有保障；通过使靶材最大程度地运行在最佳磁场位型中，改变磁力线穿透靶面的角度，原靶材利用率约为50％，现可提升至80％，大大提高了靶材的利用率。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例一靶材移动机构的结构示意图。
16.图2是本实用新型实施例一安装有靶材和真空密封装置的阴极杆的结构示意图。
17.图3是本实用新型实施例一真空密封装置的结构示意图。
18.图4是本实用新型实施例二靶材移动机构的结构示意图。
19.图5是本实用新型实施例二安装有靶材的阴极杆的结构示意图。
20.图6是本实用新型实施例二真空密封装置的结构示意图。
21.图7是图6中a处的放大图。
具体实施方式
22.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
23.实施例一
24.如图1至图3所示，本实用新型提供的一种靶材移动机构，包括中空的阳极筒1以及安装于所述阳极筒1一端的基座2，所述基座2上滑动安装有阴极杆3，所述阴极杆3的一端穿设所述基座2并延伸进阳极筒1的内侧，所述阴极杆3的一端还安装有所述靶材4，所述阴极杆3的另一端位于阳极筒1的外侧，所述基座2上还设有真空密封装置5，所述阴极杆3穿设于所述真空密封装置5以实现阴极杆3与基座2之间滑动密封连接。
25.具体的，如图1所示，所述阳极筒可以为弯管结构，也可以为直管结构，所述阳极筒1内抽真空并充入惰性气体，所述基座2上开设通孔，所述阴极杆3穿设所述通孔并延伸进阳极筒1的内侧，所述阴极杆3沿着自身的轴向前后移动，以改变靶材4在阳极筒1中的位置，从而改变阳极筒1中电磁场磁力线穿过靶材4的角度以达到最佳的磁场位型。
26.本实施例通过在基座2上设置真空密封装置5，使得靶材4可以沿着阴极杆3的轴向运动或旋转运动，以调节靶材4在阳极筒1中的位置，确保最佳烧蚀位点，实现靶材4烧蚀的时时稳定；另外，通过灵活调节阴极靶材4位置，避免弧斑出现异常烧蚀、阴极异常放电，元器件烧损，从而提高涂层设备安全性，涂层的品质有保障；通过使靶材4最大程度地运行在最佳磁场位型中，改变磁力线穿透靶面的角度，原靶材4利用率约为50％，现可提升至80％，大大提高了靶材4的利用率。
27.本实用新型实施例中，如图1至图3所示，所述真空密封装置5为金属结构，安装于基座2朝向外侧的一侧，所述真空密封装置5包括密封座51以及向上凸设于密封座51上的密封凸部52，所述密封座51与基座2密封连接，所述密封座51及密封凸部52沿密封凸部52的中心线开设有第一密封通孔53，所述阴极杆3穿设于所述第一密封通孔53中。所述真空密封装置5具有一定的高度，一方面可以保证密封性能，另一方面在阴极杆3移动时可起到导向功能。通过在基座2的外侧设置密封座51和密封凸部52，真空密封装置5结构简单且易于更换维修，非常适于工业应用。
28.在一些其它实施例中，所述真空密封装置5也可以为橡胶材料，例如具有真空密封功能的橡胶o型圈，只要能够保证密封性能即可。
29.本实用新型实施例中，如图2所示，所述阴极杆3上与第一密封通孔53的连接的部位设有螺纹31，阴极杆3上螺纹31的设置一方面可以便于操作者手动旋转阴极杆3，另一方面有助于阴极杆3在移动后固定，避免由于阴极杆3的重力出现移动的情况。
30.在另一些其它实施例中，所述阴极杆3位于阳极筒1的外侧的一端上还设有夹持固定机构，所述夹持固定机构具有与阴极杆3配合的夹持部以在阴极杆3移动到预设位置后固定所述阴极杆3。
31.本实用新型实施例中，如图1至图2所示，所述阴极杆3位于阳极筒1内的一端的端部设有靶材座32，所述靶材座32上安装有靶材4，所述靶材座32上还设有冷却腔道，所述阴极杆3位于阳极筒1外侧的另一端上设有进液口33和出液口34，所述阴极杆3的内部设有进液腔道35和出液腔道36，所述进液口33、进液腔道35、出液腔道36、出液口34以及冷却腔道连通。通过从进液口33导入冷却液，冷却液流经进液腔道35、冷却腔道、出液腔道36并从出液口34排出，从而对阴极杆3和靶材4进行冷却，延长阴极杆3和靶材4的使用寿命。所述阳极筒1的侧壁上内置有冷却流道9以用于给阳极筒1实时降温，延长阳极筒1的寿命。
32.本实用新型实施例中，如图1所示，所述阳极筒1的外侧壁上还围设有稳弧线圈7和聚焦线圈8，所述聚焦线圈8设于稳弧线圈7的外侧。所述稳弧线圈7用于控制靶材4烧蚀的稳定，所述聚焦线圈8促使粒子居中收缩聚焦，使得带电粒子41沿着阳极筒1中心轴线运动，所述基座2上还安装有引弧组件6，所述引弧组件6用于使靶材4产生弧斑。
33.在本实用新型靶材移动机构工作过程中，基座2需安装阳极筒1的一端，阳极筒1内部抽真空并充入惰性气体，靶材4安装于阴极杆3上，靶材座32和阳极筒1分别通入固定温度的冷却液；引弧组件6电性连接引弧电路，靶材座32和阳极筒1电性连接引弧电路，稳弧线圈7和聚焦线圈8绕设于阳极筒1的外壁且分别电性连接稳弧电路和聚焦电路；引弧组件6击中靶材4的侧壁产生弧斑，在稳弧线圈7磁场作用下，弧斑迅速旋转向靶材4表面运动，带电的溅射粒子在聚焦电磁力的作用下轨迹向阳极筒1的中心轴线收拢聚焦；本实施例靶材4为石墨靶材4，正常烧蚀时间为20小时，每次烧蚀0.5小时，每次烧蚀高度为0.6-0.7mm；在实际操
作中，当靶材4烧蚀一段时间后，例如3小时后，旋转阴极杆3使阴极杆3向阳极筒1的内部旋入，例如向内旋动阴极杆3距离为2mm，重新回到最佳烧蚀位置。
34.实施例二
35.如图4所示，本实用新型提供的一种靶材移动机构，包括中空的阳极筒11以及安装于所述阳极筒11一端的基座12，所述基座12上滑动安装有阴极杆13，所述阴极杆13的一端穿设所述基座12并延伸进阳极筒11的内侧，所述阴极杆13的一端还安装有所述靶材14，所述阴极杆13的另一端位于阳极筒11的外侧，所述基座12上还设有真空密封装置15，所述阴极杆13穿设于所述真空密封装置15以实现阴极杆13与基座12之间滑动密封连接。
36.具体的，如图4所示，所述阳极筒可以为弯管结构，也可以为直管结构，所述阳极筒11内抽真空并充入惰性气体，所述基座12上开设通孔，所述阴极杆13穿设所述通孔并延伸进阳极筒11的内侧，所述阴极杆13沿着自身的轴向前后移动，以改变靶材14在阳极筒11中的位置，从而改变阳极筒11中电磁场磁力线穿过靶材14的角度以达到最佳的磁场位型。
37.本实施例通过在基座12上设置真空密封装置15，使得靶材14可以沿着阴极杆13的轴向运动或旋转运动，以调节靶材14在阳极筒11中的位置，确保最佳烧蚀位点，实现靶材14烧蚀的时时稳定；另外，通过灵活调节阴极靶材14位置，避免弧斑出现异常烧蚀、阴极异常放电，元器件烧损，从而提高涂层设备安全性，涂层的品质有保障；通过使靶材14最大程度地运行在最佳磁场位型中，改变磁力线穿透靶面的角度，原靶材14利用率约为50％，现可提升至80％，大大提高了靶材14的利用率。
38.本实施例中，如图6至图7所示，所述真空密封装置15为真空磁流体密封装置，包括密封座体151以及凸设于密封座体151上的磁流体密封部152，所述磁流体密封部152包括中空的密封壳体153以及安装于密封壳体153内部的永磁体154、极靴155和磁流体，所述永磁体154、极靴155均为环状，所述永磁体154为至少一个，所述永磁体154和极靴155均安装在所述密封壳体153的内侧壁上，所述永磁体154在阴极杆13的轴向方向上的两侧分别设有所述极靴155，所述极靴155朝向阴极杆13的内端设有磁液槽156，所述磁液槽156上设有磁流体，所述永磁体154、极靴155的中部设有第二密封通孔160，所述阴极杆13穿设于所述第二密封通孔160中。
39.具体的，如图4至图7所示，所述磁流体密封部152设于所述密封座体151的下部，所述密封座体151安装于基座12朝向外侧的一侧上，所述磁流体密封部152嵌设于所述基座12内并向下延伸进阳极筒11的内部。通过将磁流体密封部152设于基座12内可以有效降低磁流体密封部152件所占用的基座12外部的空间，同时可以直接使用阳极筒11内的磁场，实现真空磁流体密封装置的密封功能。
40.具体的，如图4至图6所示，所述密封座体151的上部还凸设有凸柱157，所述凸柱157朝向阴极杆13的一侧设有若干凸筋158，所述相邻凸筋158之间形成卡槽159，所述阴极杆13上对应所述卡槽159设有卡凸131，所述卡凸131与卡槽159卡接且所述卡凸131与凸筋158二者中至少有一个为柔性。所述相邻卡槽159之间的距离预先设定，例如为2mm，通过使用卡凸131与卡槽159的配合可以有效将阴极杆13固定在预设位置。
41.本实用新型实施例中，如图4至图5所示，所述阴极杆13位于阳极筒11内的一端的端部设有靶材14座，所述靶材座132上安装有靶材14，所述靶材座132上还设有冷却腔道，所述阴极杆13位于阳极筒11外侧的另一端上设有进液口133和出液口134，所述阴极杆13的内
部设有进液腔道135和出液腔道136，所述进液口133、进液腔道135、出液腔道136、出液口134以及冷却腔道连通。通过从进液口133导入冷却液，所述冷却液流经进液腔道135、冷却腔道和出液腔道136并从出液口134流出，从而对阴极杆13和靶材14进行冷却，延长阴极杆13和靶材14的使用寿命。所述阳极筒11的侧壁上内置有冷却流道19以用于给阳极筒11实时降温，延长阳极筒11的寿命。
42.本实用新型实施例中，如图4所示，所述阳极筒11的外侧壁上还围设有稳弧线圈17和聚焦线圈18，所述聚焦线圈18设于稳弧线圈17的外侧。所述稳弧线圈17用于控制靶材14烧蚀的稳定，所述聚焦线圈18促使粒子居中收缩聚焦，使得带电粒子141沿着阳极筒11中心轴线运动，所述基座12上还安装有引弧组件16，所述引弧组件16用于使靶材14产生弧斑。
43.在本实施例靶材移动机构工作过程中，基座12需安装阳极筒11的一端，阳极筒11内部抽真空并充入惰性气体，靶材14安装于阴极杆13上，靶材14座和阳极筒11分别通入固定温度的冷却液；引弧组件16电性连接引弧电路，靶材14座和阳极筒11电性连接引弧电路，稳弧线圈17和聚焦线圈18绕设于阳极筒11的外壁且分别电性连接稳弧电路和聚焦电路；引弧组件16击中靶材14的侧壁产生弧斑，在稳弧线圈17磁场作用下，弧斑迅速旋转向靶材14表面运动，带电的溅射粒子在聚焦电磁力的作用下轨迹向阳极筒11的中心轴线收拢聚焦；本实施例靶材14为石墨靶材，正常烧蚀时间为20小时，每次烧蚀0.5小时，每次烧蚀高度为0.6-0.7mm；在实际操作中，当靶材14烧蚀一段时间后，例如3小时后，旋转阴极杆13使阴极杆13向阳极筒11的内部旋入下一个卡槽159，即向阳极筒11的内部旋入2mm，重新回到最佳烧蚀位置，操作非常简单方便。
44.以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。