明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0029]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0030]下面以内径Φ200πιπι的轴对称曲面件内表面磁控溅射镀铜为例，通过对比实验来对本发明的效果进行进一步说明。
[0031]由于工件表面溅射沉积速率与多方面因素有关，为了比较效果，除了实施例1中的金属挡片外，其它设备、工装和工艺参数均相同。具体如下:圆形平面磁控溅射靶的直径为Φ 220mm，圆形平面磁控溅射靶距离轴对称曲面件口部的距离(即靶基距)为100mm，靶功率为3kW，工作氩气压0.3Pa，镀制时间2h，轴对称曲面件的转动速度3转/min。
[0032]镀层厚度采用三坐标测量系统进行测量，镀层厚度通过镀前镀后同一位置轴对称曲面工件厚度差进行确定。
[0033]镀层厚度均匀性按公式(I)进行计算。
[0034]H= (1- ( δ max- δ min) / δ max) X 100%(I)
式(I)中，H为均勾性，δ max为镀层厚度最大值，δ min为镀层厚度最小值。
[0035]对比例I
将轴对称曲面件的开口部朝下，并将轴对称曲面件置于圆形平面磁控溅射靶上方，轴对称曲面件的轴线与圆形平面磁控溅射靶的轴线重合，轴对称曲面件口部与圆形平面磁控溅射靶之间距离为100mm。圆形平面磁控溅射靶静置，轴对称曲面件的转动速度3转/min。镀制完成后，轴对称曲面件内表面镀层厚度分布如图1所示。
[0036]通过图1可以看出:轴对称曲面件内表面顶部距离靶面最远，且镀层最薄，为14 μ m ;而轴对称曲面件的口部距离革E面最近，镀层最厚，为68 μ m。通过测定，对比例I制备的镀层厚度均匀性为20%。
[0037]实施例1
本实施例采用的装置如图所示。该装置包括底座、设置在底座上且与底座相配合的真空室、平面磁控溅射靶、溅射靶体、与溅射靶体相配合的辅助阳极环、支架、金属挡片、能带动轴对称曲面件相对金属挡片相对转动的旋转装置、用于对轴对称曲面件外形面进行防护的保护罩，底座与真空室连接构成真空系统，平面磁控溅射靶、溅射靶体、辅助阳极环、支架、金属挡片、旋转装置、保护罩分别设置在真空系统内，平面磁控溅射靶设置在溅射靶体上，辅助阳极环设置在平面磁控溅射靶上方，溅射靶体与辅助阳极环相互配合形成放置轴对称曲面件的平面磁控溅射靶正交电磁场，金属挡片设置在支架上且金属挡片位于平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间，金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。本实施例中，平面磁控溅射靶采用圆形平面磁控溅射靶；金属挡片采用三片球面三角形金属挡片，球面三角形金属挡片均布于平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间，球面三角形金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。
[0038]本实施例工作时，将轴对称曲面件的开口部朝下，并将轴对称曲面件置于平面磁控溅射靶上方，轴对称曲面件的轴线与圆形平面磁控溅射靶的轴线重合，轴对称曲面件口部与圆形平面磁控溅射靶之间距离为100mm。平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间均布三片球面三角形金属挡片，球面三角形金属挡片均布于平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间，且球面三角形金属挡片与地绝缘，球面三角形金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。圆形平面磁控溅射靶和球面三角形金属挡片静置，轴对称曲面件的转动速度3转/min。镀制完成后，轴对称曲面件内表面镀层厚度分布如图3所示。图2中，为了更好对本发明进行说明，进行了部分剖视。
[0039]可以看出，本实施例中，轴对称曲面件内表面顶部距离靶面最远，镀层最薄，为18 μ m ;而口部距离革E面最近，镀层最厚，为26 μπι。经测定，本实施例制备的镀层厚度均勾性为70%。
[0040]通过对比例与实施例1的比较，可以看出:实施例1中金属挡片的使用，一方面吸收了本应该沉积到工件表面的镀层，另一方面对沉积粒子的反射而加速了金属挡片上方工件表面镀层的沉积。与对比例I相比，实施例1制备的镀层厚度极差显著减小，均匀性得到明显提尚。
[0041]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将轴对称曲面件的开口部朝下，并将轴对称曲面件置于平面磁控溅射靶上方，轴对称曲面件与平面磁控溅射靶之间形成间隙，将间隙记为靶基距； (2)在轴对称曲面件与平面磁控溅射靶之间放置若干个金属挡片，金属挡片与地绝缘，沿轴对称曲面件下端至顶点的玮度方向，随着轴对称曲面件玮度的升高，金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积逐渐减小； (3)待轴对称曲面件与金属挡片设置完成后，使金属挡片与轴对称曲面件相对转动，同时使电子在平面磁控溅射靶正交电磁场中做螺旋运动，电子与工作气体碰撞，使工作气体电离为离子，离子与平面磁控溅射靶碰撞，使得平面磁控溅射靶的靶材原子溅射出来，溅射出来的靶材原子沉积到轴对称曲面件的内表面，从而在轴对称曲面件内表面形成镀层，当镀层厚度达到设定值后，即可。2.根据权利要求1所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，所述步骤I中，将轴对称曲面件置于圆形平面磁控溅射靶上方，并使轴对称曲面件的轴线与圆形平面磁控溅射靶的轴线重合。3.根据权利要求1或2所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，所述步骤3中，金属挡片静置，轴对称曲面件沿轴对称曲面件的轴线转动； 或轴对称曲面件静置，金属挡片沿轴对称曲面件的轴线转动； 或以轴对称曲面件的轴线为旋转轴，金属挡片与轴对称曲面件沿旋转轴相对转动。4.根据权利要求1-3任一项所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，所述金属挡片为球面三角形金属挡片。5.根据权利要求4所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，所述球面三角形金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。6.根据权利要求4所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法，其特征在于，所述步骤2中，在轴对称曲面件与平面磁控溅射靶之间均布3个金属挡片，所述金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。7.用于前述权利要求1-6任一项所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法的装置，其特征在于，包括底座、设置在底座上且与底座相配合的真空室、平面磁控溅射靶、溅射靶体、与溅射靶体相配合的辅助阳极环、支架、金属挡片、能带动轴对称曲面件相对金属挡片相对转动的旋转装置，所述底座与真空室连接构成真空系统，所述平面磁控溅射靶、溅射靶体、辅助阳极环、支架、金属挡片、旋转装置分别设置在真空系统内，所述平面磁控溅射靶设置在溅射靶体上，所述辅助阳极环设置在平面磁控溅射靶上方，所述溅射靶体与辅助阳极环相互配合形成放置轴对称曲面件的平面磁控溅射靶正交电磁场，所述金属挡片设置在支架上且金属挡片位于平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间，所述金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。8.根据权利要求7所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法的装置，其特征在于，还包括设置在真空系统内用于对轴对称曲面件外形面进行防护的保护罩。9.根据权利要求7或8所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法的装置，其特征在于，所述金属挡片为球面三角形金属挡片，所述球面三角形金属挡片遮挡轴对称曲面件的面积随轴对称曲面件玮度的升高而逐渐减小。10.根据权利要求7-9任一项所述轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法的装置，其特征在于，所述金属挡片为球面三角形金属挡片且为三个，所述球面三角形金属挡片均布于平面磁控溅射靶与轴对称曲面件之间。
【专利摘要】本发明公开了一种轴对称曲面件内表面均匀磁控溅射沉积方法及其装置，目的在于解决现有磁控溅射方法在用于轴对称曲面件内表面的镀层制备时，受重力作用影响以及与工作气体碰撞而发生能量损失，距离靶面越远，能够到达的沉积原子越少，镀层沉积速率越低，导致工件内表面不同纬度镀层的厚度存在较大差异，均匀性较差的问题。本发明能有效克服传统方法的不足，将轴对称曲面件内表面的镀层厚度均匀性提升至70%以上，在工件内表面形成均匀的磁控溅射镀层。同时，本发明方法简单，工艺可控，重复性好，能够满足工业化、大规模制备轴对称曲面件内表面均匀镀层的需要，具有较好的应用前景。
【IPC分类】C23C14/35
【公开号】CN104988464
【申请号】CN201510370278
【发明人】王庆富, 刘清和, 刘天伟, 陈林, 李科学
【申请人】中国工程物理研究院材料研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月30日