一种多磁场集成阴极弧源制造技术

本发明专利技术属于真空镀膜技术关键部件阴极弧源技术装备领域，具体涉及一种多磁场集成阴极弧源，包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；所述阳极组件中设有第一磁极；所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。本发明专利技术通过利用阳极组件中的第一磁极和阴极组件内的可调节距离的第二磁极及电磁线圈相互作用，可在靶材表面形成较高的水平分量磁场强度，从而有利于弧光放电过程中增加电子的运动行程，提升等离子体的浓度及强度。

【技术实现步骤摘要】
一种多磁场集成阴极弧源
本专利技术属于真空镀膜技术关键部件阴极弧源技术装备领域，具体涉及一种多磁场集成阴极弧源。
技术介绍
电弧离子镀膜技术是当今一种先进的离子镀膜技术，由于其结构简单，离化率高，入射粒子能量高，绕射性好，可实现低温沉积等一系列优点，使电弧离子镀技术得到快速发展并获得广泛应用，展示出很大的经济效益和工业应用前景。目前，应用比较多而且效果比较好的措施是磁过滤，磁过滤技术的采用，虽然有效地消除了大颗粒的污染，但由于等离子体在传输过程的损失，沉积速率也大幅度降低，目前等离子体的传输效率最高也仅有25％，导致了原材料的浪费和生产效率降低，电弧离子镀的优点就是沉积速率快，这也是该技术在工业领域广泛应用的原因之一，不能为了减少部分大颗粒而来损失这个突出的优点，这也是磁过滤技术不能工业化的重要原因。现阶段对于弧源靶材有效利用的有效途径主要是通过手动调节单个磁组与靶材表面的距离，通过磁场的变化来控制弧斑的运动区域，这种方式为手动经验性操作，存在一定的不可控性，操作繁琐；另一种有效途径为电磁线圈控制弧靶弧斑的运动，但常用的电磁线圈其输出电压及频率为不可调，大部分仅仅为某个频率下的脉冲输出，不能实现输出电压、频率的线性的无极调节。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种多磁场集成阴极弧源。本专利技术所采取的技术方案如下：一种多磁场集成阴极弧源，包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；所述阳极组件中设有第一磁极；所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。本专利技术通过利用阳极组件中的第一磁极和阴极组件内的可调节距离的第二磁极及电磁线圈相互作用，可在靶材表面形成较高的水平分量磁场强度，从而有利于弧光放电过程中增加电子的运动行程，提升等离子体的浓度及强度。进一步地，所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有安装件，所述第二磁极安装座设置在阴极座与安装件之间，所述第二磁极安装座上设有连接杆，所述连接杆穿过安装件且连接有用于驱动第二磁极安装座沿轴向方向直线运动或周向旋转的驱动装置。通过转动连接杆使第二磁极安装座沿靶材轴向方向位移。进一步地，所述安装件与阴极座可拆卸连接，所述电磁线圈固定在安装件外周。进一步地，所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有阴极盖，所述阴极座与阴极盖之间形成第二空腔，所述阴极盖上设有连通第二空腔的用于进出水的通孔。第二空腔内通入冷却水，带走装配在阴极座上的靶材表面的热量，减少大颗粒的迸射。进一步地，所述阴极座与阴极盖之间设有隔水条，所述隔水条在第二空腔使第二空腔形成曲折的水道。隔水条的设置加速冷却水的流速，使散热效果提升。进一步地，所述阳极组件包括阳极筒以及固定在阳极筒端部的阳极环，所述阳极环与靶材同心设置且位于靶材远离阴极组件的一侧。阳极环的设置可实现放电电子的吸附稳定弧光放电过程。进一步地，所述阳极筒为在法兰上焊接内板和外板形成的，所述内板和外板之间焊接有盘管，所述法兰上设有连接盘管的水道以及连接水道的冷却水进出水管。通过上述设置，对阳极组件中的第一磁极以及阳极环进行冷却。进一步地，所述阳极筒上设有环形槽以及在环形槽底部设有若干第一磁极安装孔，所述第一磁极位于第一磁极安装孔内，所述环形槽内设有环形件，所述环形件与阳极筒通过紧固件连接固定。进一步地，所述阳极组件上连接有屏蔽组件，所述屏蔽组件包括固定套和屏蔽罩，所述固定套与阳极组件连接且连接之处绝缘设置，所述屏蔽罩上设有卡槽，所述固定套上设有突出销，固定套和屏蔽罩通过突出销和卡槽配合相连接。屏蔽组件的设置可有效解决弧光放电中弧斑向靶面后方结构件运动的趋势，屏蔽罩可快速拆装，方便后期的维护，大大提高工作效率。进一步地，所述屏蔽罩为锥形结构，其锥度角为30-45°。锥形设计，可提升屏蔽区域的纵深，提升弧光放电过程中电子运动范围，促使等离子体的浓度及强度成倍的增大。本专利技术的有益效果如下：采用多磁场集成设计，极大的改善了弧光放电过程中的等离子分布，有效的提升了靶材的利用率。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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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专利技术的范畴。图1为本专利技术一种实施例的结构示意图；图2为本专利技术一种实施例的剖视图；图3为本专利技术一种实施例中手动驱动方式的阴极组件上设置第二磁极安装座及电磁线圈的结构示意图；图4为本专利技术一种实施例中自动驱动方式的阴极组件上设置第二磁极安装座及电磁线圈的结构示意图；图5为本专利技术一种实施例中第二磁极安装座的结构示意图；图6为阴极座和阴极盖相配合的结构示意图；图7为阴极盖和隔水条配合的结构示意图；图8为阳极筒的立体视图；图9为阳极筒的剖视图；图10为固定套的结构示意图；图11为屏蔽罩的结构示意图；图中，10，屏蔽罩；101，卡槽；11，固定套；111，突出销；12，挡圈；20，阳极筒；201，阳极筒法兰；202，内板；203，外板；204，冷却水道；205，第二冷却水进出水管；206，第一磁极安装孔；208，环形槽；21，阳极环；22，环形件；30，阴极座；31，阴极座后盖；32，隔水条；34，第一冷却水进出水管；40，电磁线圈；41，安装件；50，第二磁极安装座；51，连接杆；52，螺纹孔；53，第二磁极安装孔；54，绝缘盖帽；55，驱动装置；60，靶材；70，绝缘环。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。本专利技术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专利技术，而非对本专利技术保护范围的限制。如图1至图5所示，为本专利技术实施例中，为便于绘图，多磁场集成阴极弧源中阴极座通过螺栓固定在阳极筒上，为防止固定螺栓与钻杆陪在阴极铜座后盖上的电磁线圈发生电位导通，螺栓上套装绝缘套（未画出），以及其它部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多磁场集成阴极弧源，其特征在于：包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；/n所述阳极组件中设有第一磁极；/n所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；/n所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种多磁场集成阴极弧源，其特征在于：包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；
所述阳极组件中设有第一磁极；
所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；
所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。


2.根据权利要求1所述的多磁场集成阴极弧源，其特征在于：所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有安装件，所述第二磁极安装座设置在阴极座与安装件之间，所述第二磁极安装座上设有连接杆，所述连接杆穿过安装件且连接有用于驱动第二磁极安装座沿轴向方向直线运动或周向旋转的驱动装置。


3.根据权利要求2所述的多磁场集成阴极弧源，其特征在于：所述安装件与阴极座可拆卸连接，所述电磁线圈固定在安装座外周。


4.根据权利要求1所述的多磁场集成阴极弧源，其特征在于：所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有阴极盖，所述阴极座与阴极盖之间形成第二空腔，所述阴极盖上设有连通第二空腔的用于进出水的通孔。


5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎文昌，胡晓忠，刘伟，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33