一种多弧离子镀阴极装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多弧离子镀阴极装置，包括用于安装多弧离子镀阴极装置的真空腔体装置和多弧阴极电源，多弧阴极体通过多弧阴极底座安装于真空腔体装置内；多弧阴极体与辅助阳极板通过绝缘支撑柱固定连接；凹型矩形靶固定在多弧阴极体上；电磁铁设置有多个；多弧阴极底座的两端安装绝缘密封电极，多弧阴极底座一端安装引弧装置；绝缘密封电极分别与多个电磁铁连接；控制系统调节多个电磁铁线圈的电流幅值。本发明专利技术提供了一种多弧离子镀阴极装置，通过计算机对磁场进行智能控制，使镀膜更加均匀致密，提高镀膜层均匀性和镀膜效率。

A Multi-arc Ion Plating Cathode Device

【技术实现步骤摘要】
一种多弧离子镀阴极装置
本专利技术涉及镀膜技术
，更具体的说是涉及一种多弧离子镀阴极装置。
技术介绍
多弧离子镀与一般的离子镀有着很大的区别。多弧离子镀采用弧光放电，而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说，多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源，通过靶与阳极(如箱体)之间的弧光放电，使靶材蒸发，从而在空间中形成等离子体，对基体进行沉积，从而形成薄膜的方法。多弧离子镀技术的工作原理主要基于冷阴极真空弧光放电理论。点燃真空电弧后，阴极靶材表面上出现一些不连续、大小和形状多样、明亮的斑点,它们在阴极表面迅速地做不规则的游动,一些斑点熄灭时又有些斑点在其他部位形成，维持电弧的燃烧。它不仅能在金属制品表面进行镀膜而且还能在非金属制品表面上进行镀膜，可以镀金属膜、氮化钛、碳化钛、氮化锆、氮化铬、及钛、镍、铬、铜等化合物膜、多层超硬膜、氮化钛掺金膜和合金膜，并能在极短时间内完成全部加工工艺过程，是一种多功能高效镀膜技术。广泛应用于工具、模具的超硬涂层，陶瓷、高尔夫、制表，酒店用品、卫生洁具、灯具、眼镜镜架、五金制品的装饰涂层等领域。已有的多弧离子镀膜都是采用小结构的圆形阴极，属于点源，如果进行大面积大批量生产，镀膜连续性、均匀性及工作效率都不理想，而且会造成系统复杂，造价高，操作繁琐。因此，如何提供一种具备沉积速率大，生产效率高，智能控制膜层均匀多弧离子镀阴极装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种多弧离子镀阴极装置，利用多个电磁铁，通过计算机对磁场进行智能控制，使镀膜更加均匀致密，提高镀膜层均匀性和镀膜效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多弧离子镀阴极装置，包括用于安装多弧离子镀阴极装置的真空腔体装置和多弧阴极电源，还包括：引弧装置、绝缘密封电极、辅助阳极板、凹型矩形靶、多弧阴极体、电磁铁、可变电阻器、绝缘支撑柱、多弧阴极底座和控制系统；所述多弧阴极体通过所述多弧阴极底座安装于所述真空腔体装置内；所述多弧阴极体与所述辅助阳极板通过所述绝缘支撑柱固定连接；所述辅助阳极板与所述可变电阻器一端连接，所述可变电阻器另一端与所述真空腔体装置连接；所述真空腔体装置与所述多弧阴极电源的正极连接；所述多弧阴极底座与所述多弧阴极电源的负极连接；所述凹型矩形靶固定在所述多弧阴极体上；所述电磁铁设置有多个，且均匀排布于所述多弧阴极体底座上；所述多弧阴极底座的两端安装所述绝缘密封电极，所述多弧阴极底座一端安装所述引弧装置；所述绝缘密封电极分别与多个所述电磁铁连接；所述控制系统调节多个所述电磁铁线圈的电流幅值。通过上述技术方案，本专利技术的技术效果在于：控制系统自动调节电磁铁的电流值，从而改变磁场强度，使弧斑点减少或增加，改变蒸发的离子量，从而控制镀膜层厚度，达到在大面积连续沉积膜层厚度的均匀性；凹型矩形靶，属于面源，具备沉积速率大，生产效率高，智能控制膜层均匀等优点，进行大面积连续真空镀膜生产中，镀膜均匀性及镀膜效率的优势会非常明显。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，还包括聚四氟绝缘座；所述聚四氟绝缘座上设置有若干个孔，所述多弧阴极底座上对应设置有若干个孔，所述聚四氟绝缘座与所述多弧阴极底座对应放置安装多弧阴极底座绝缘套，并通过螺栓将多弧阴极底座安装在真空腔体装置内。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述引弧装置包括：引弧针、引弧杆、汽缸绝缘密封座、汽缸绝缘件、汽缸架和汽缸；所述汽缸通过汽缸架安装在多弧阴极底座的一端；所述汽缸绝缘密封座通过螺钉安装在所述汽缸与所述多弧阴极底座中间；所述汽缸架与所述多弧阴极底座之间装有汽缸绝缘垫件；所述引弧杆穿过所述汽缸绝缘密封座、多弧阴极底座和聚四氟绝缘座，引弧杆上设置有引弧针。通过上述技术方案，本专利技术的技术效果在于：引弧装置是通过汽缸绝缘密封座上的汽缸放气使汽缸活塞杆回拉，带动引弧杆向下移动，同时带动引弧针向凹型矩形靶移动，从而使引弧针的针尖和凹型矩形靶接触产生放电，并在针尖和凹型矩形靶接触的瞬间，汽缸冲气，使汽缸活塞杆伸出带动引弧杆向上迅速移动，使弧针的针尖与凹型矩形靶脱离，避免了引弧针与凹型矩形靶的烧结，满足离子镀膜工作要求。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述绝缘密封电极包括电极绝缘套、电极螺母和电极螺栓；所述电极螺栓贯穿所述多弧阴极底座，所述多弧阴极底座两侧设置有所述电极绝缘套，并用所述电极螺母进行固定。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述辅助阳极板是通过螺钉固定在所述绝缘支撑柱的一端，所述绝缘支撑柱的另一端设置有螺纹，并与所述多弧阴极底座螺接。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述多弧阴极底座上开设有若干个底座螺纹孔，并将所述多弧阴极体安装于所述多弧阴极底座上表面。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述凹型矩形靶上有若干个靶材安装孔；所述多弧阴极体上开设有多弧阴极体螺纹孔；螺钉穿过所述靶材安装孔与多弧阴极体螺纹孔进行螺接，固定所述凹型矩形靶。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述多弧阴极底座上设置有进水孔和出水孔；所述多弧阴极体内充满冷却液；所述进水孔和所述出水孔均与所述多弧阴极体连通。通过上述技术方案，本专利技术的技术效果在于：多弧阴极体内部形成一个密封空间，冷却液从进水孔进入，然后从出水孔排出，形成一个冷却循环，从而实现凹型矩形靶冷却。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述控制系统包括真空膜厚检测器、D/A转换器、A/D转换器、功率调节器和PC机；所述真空膜厚检测器通过所述A/D转换器与所述PC机电性连接；所述PC机通过所述D/A转换器和所述功率调节器与所述电磁铁连接。通过上述技术方案，本专利技术的技术效果在于：真空膜厚检测器对膜厚进行检测，会产生一个反馈信号，A/D转换器将真空膜厚检测器发来的模拟量转化为数字量再通过总线反馈给PC机，PC机将传来的数字量信号进行处理后得到被镀件膜厚数值，将此数值与设定值进行比较，PC机通过总线和D/A转换器对功率调节器发送指令，控制电磁铁线圈的电流幅值。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，所述凹型矩形靶和所述多弧阴极体之间、所述多弧阴极体和所述多弧阴极底座之间开设有密封槽；所述密封槽内放置密封圈。通过上述技术方案，本专利技术的技术效果在于：形成密封，防止冷却液外泄，以实现密封效果。优选的，在上述的一种多弧离子镀阴极装置中，还包括负偏压装置；负偏压的作用是使蒸发的离子在电场的作用下能牢固地沉积在被镀件上，形成镀膜层。具体的，整个被镀件载具作为负极，真空工艺充气管作为阳极。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种多弧离子镀阴极装置，利用多个电磁铁，通过计算机对磁场进行智能控制，使镀膜更加均匀致密，提高镀膜层均匀性和镀膜效率。在弧光蒸发过程中，由真空膜厚检测器测量出膜层的厚度，同时把测量结果输入到PC机，与设定值进行比较，根据比较的结果，自动调节电磁铁线圈的电流值，从而改变磁场强度，使弧斑点减少或增加，改变蒸发的离子量，从而控制镀膜层厚度，达到在大面积连续沉积膜层厚度的均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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，下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多弧离子镀阴极装置，包括用于安装多弧离子镀阴极装置的真空腔体装置和多弧阴极电源，其特征在于，还包括：引弧装置、绝缘密封电极、辅助阳极板、凹型矩形靶、多弧阴极体、电磁铁、可变电阻器、绝缘支撑柱、多弧阴极底座和控制系统；所述多弧阴极体通过所述多弧阴极底座安装于所述真空腔体装置内；所述多弧阴极体与所述辅助阳极板通过所述绝缘支撑柱固定连接；所述辅助阳极板与所述可变电阻器一端连接，所述可变电阻器另一端与所述真空腔体装置连接；所述真空腔体装置与所述多弧阴极电源的正极连接；所述多弧阴极底座与所述多弧阴极电源的负极连接；所述凹型矩形靶固定在所述多弧阴极体上；所述电磁铁设置有多个，且均匀排布于所述多弧阴极体底座上；所述多弧阴极底座的两端安装所述绝缘密封电极，所述多弧阴极底座一端安装引弧装置；所述绝缘密封电极分别与多个所述电磁铁连接；所述控制系统调节多个所述电磁铁线圈的电流幅值。

【技术特征摘要】
1.一种多弧离子镀阴极装置，包括用于安装多弧离子镀阴极装置的真空腔体装置和多弧阴极电源，其特征在于，还包括：引弧装置、绝缘密封电极、辅助阳极板、凹型矩形靶、多弧阴极体、电磁铁、可变电阻器、绝缘支撑柱、多弧阴极底座和控制系统；所述多弧阴极体通过所述多弧阴极底座安装于所述真空腔体装置内；所述多弧阴极体与所述辅助阳极板通过所述绝缘支撑柱固定连接；所述辅助阳极板与所述可变电阻器一端连接，所述可变电阻器另一端与所述真空腔体装置连接；所述真空腔体装置与所述多弧阴极电源的正极连接；所述多弧阴极底座与所述多弧阴极电源的负极连接；所述凹型矩形靶固定在所述多弧阴极体上；所述电磁铁设置有多个，且均匀排布于所述多弧阴极体底座上；所述多弧阴极底座的两端安装所述绝缘密封电极，所述多弧阴极底座一端安装引弧装置；所述绝缘密封电极分别与多个所述电磁铁连接；所述控制系统调节多个所述电磁铁线圈的电流幅值。2.根据权利要求1所述的一种多弧离子镀阴极装置，其特征在于，还包括聚四氟绝缘座；所述聚四氟绝缘座上设置有若干个孔，所述多弧阴极底座上对应设置有若干个孔，所述聚四氟绝缘座与所述多弧阴极底座对应放置安装多弧阴极底座绝缘套，并通过螺栓将多弧阴极底座安装在真空腔体装置内。3.根据权利要求2所述的一种多弧离子镀阴极装置，其特征在于，所述引弧装置包括：引弧针、引弧杆、汽缸绝缘密封座、汽缸绝缘件、汽缸架和汽缸；所述汽缸通过汽缸架安装在多弧阴极底座的一端；所述汽缸绝缘密封座通过螺钉安装在所述汽缸与所述多弧阴极底座中间；所述汽缸架与所述多弧阴极底座之间装有汽缸绝缘垫件；所述引弧杆穿过所述汽缸绝缘密封座、多弧阴极底座和聚四氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔岸，黄显晴，刘天赐，杨伟丽，徐晓倩，孙文龙，郝裕兴，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22