一种锥面传输功率的旋转阴极端头制造技术

本发明专利技术公开了一种锥面传输功率的旋转阴极端头，包括用于连接靶材的驱动轴，驱动轴为导电材料制成，还包括电触头，电触头、驱动轴两者通过锥面电接触配合，且电触头不随驱动轴转动，外部电源依次通过电触头、驱动轴与靶材电连接。本发明专利技术的优点为传输的功率更大，结构更可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种锥面传输功率的旋转阴极端头


[0001]本专利技术涉及真空镀膜设备领域，具体是一种锥面传输功率的旋转阴极端头。

技术介绍

[0002]磁控溅射旋转的大面积真空镀膜设备，其工作特点是在工作的过程中靶材处于旋转的状态，因此靶材利用率高，靶面干净打弧数量少。由于靶材处于旋转状态，因此要真空镀膜设备具备电功率的动态传输、冷却水动密封和真空动密封等功能。
[0003]近些年来，该行业的发展对实现高功率长期稳定运行的需求越来越强烈，故在真空镀膜设备中一般采用旋转磁控溅射阴极来实现电功率的动态传输、冷却水的动密封和真空动密封的部件，因此，旋转磁控溅射阴极已经成为真空镀膜设备的核心组件。
[0004]现有的旋转磁控溅射阴极中，有的采用碳刷实现电功率的动态旋转传输，即通过碳刷与驱动靶材转动的驱动轴上的电环电接触，由此实现靶材通过碳刷与外部电源电连接，碳刷的特点是结构复杂，电接触面积小，无法传输更大的电流，并且磨损产生的碳粉会对端头的动密封和绝缘产生破坏。还有的采用平面铜刷实现电功率的动态旋转传输，但是平面铜刷导向性不好，容易磨偏。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种锥面传输功率的旋转阴极端头，以解决现有技术旋转磁控溅射阴极中电功率动态传输部件存在的传输电流小、易磨偏的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种锥面传输功率的旋转阴极端头，用于使内部有磁棒25的靶材26转动并与外部电源电连接，包括用于连接靶材26以驱动靶材26转动的驱动轴20，所述驱动轴20为导电材料制成，还包括用于实现电连接的电触头2，所述电触头2、驱动轴20两者之中一者成型有锥孔部、另一者成型有锥面，电触头2、驱动轴20之间通过锥面与锥孔部保持电接触，且电触头2不随驱动轴20转动，外部电源依次通过电触头2、驱动轴20与靶材26电连接。
[0007]进一步的，所述电触头2的端部成型为锥面，所述驱动轴20内部中空并成型有锥孔部，所述电触头2设于驱动轴20内，且电触头2其锥面与驱动轴20的锥孔部的孔壁保持电接触。
[0008]进一步的，所述电触头2、驱动轴20均为导电金属材料制成，其中驱动轴20材料硬度大于电触头2材料硬度。
[0009]进一步的，还包括可导电的端头外壳17，所述驱动轴20转动安装于端头外壳17内，驱动轴20一端穿出端头外壳17并与所述靶材26一端固定连接，靶材26另一端安装有端封部，所述端封部与靶材26另一端相对转动配合，或者端封部随靶材26转动；所述端头外壳17中还固定有可导电的中央支撑1，所述中央支撑1中心固定连接有连接轴1.1，所述连接轴1.1贯穿驱动轴20且连接轴1.1轴端与靶材26内部的磁棒25一端固定连接；所述电触头2非转动套装于连接轴1.1上，且电触头2与中央支撑1电连接，外部电源
依次通过端头外壳17、中央支撑1、电触头2、驱动轴20与靶材26电连接。
[0010]进一步的，所述电触头2与中央支撑1之间通过若干导电带3电连接。
[0011]进一步的，所述电触头2的侧壁螺旋贯穿有限位钉5，所述限位钉5的钉头紧密压接于连接轴1.1外表面，由此通过限位钉5使电触头2无法在连接轴1.1上转动，继而使电触头2不随驱动轴20转动。
[0012]进一步的，所述中央支撑1、电触头2之间的连接轴1.1外套装有弹簧4，通过弹簧4提供力使电触头2的锥面与驱动轴20的锥孔部孔壁保持电接触。
[0013]进一步的，所述连接轴1.1为中空轴，所述中央支撑1侧面设有孔口与连接轴1.1内部连通；连接轴1.1外壁、驱动轴20内壁之间有环向间隙，且驱动轴20的轴壁中设有第一水道，第一水道一端连通至连接轴1.1、驱动轴20之间环向间隙，第一水道另一端连通至靶材26内部；所述端封部内设有第二水道，第二水道一端连通至靶材26内部，第二水道另一端连通至空心的磁棒25内部，磁棒25内部还与连接轴1.1内部连通；所述端头外壳17上安装有一对水接头10，其中一个水接头一端连通至连接轴1.1、驱动轴20之间环向间隙，另一个水接头连通至中央支撑1侧面孔口。
[0014]进一步的，所述端头外壳17内壁、驱动轴20之间有环形空隙，环形空隙内一端固定有真空旋转动密封21，环形空隙内另一端固定有冷却水动密封18，由冷却水动密封18、真空旋转动密封21对端头外壳17、驱动轴20之间环形空隙形成密封。
[0015]进一步的，所述驱动轴20上绕过有皮带12，皮带12从端头外壳17穿出并连接于外部皮带轮。
[0016]本专利技术中，驱动轴、电触头之间通过锥面接触配合，并且均为导电金属材料制备而成，利用弹簧的预紧力，使得电触头、驱动轴锥孔部的锥面紧密接触，电触头静止不动作为电功率的输入，驱动轴和靶材连接同步做旋转运动。由于锥面的电接触面积比平面大很多，能够传输更大的电流，因此可实现靶材的动态旋转大功率供电。并且锥度的导向性好，接触面不会磨偏。二者的摩擦面处于流动的冷却水中，产生的热量会被冷却水及时的带走。
[0017]其中电触头采用耐磨的金属制备，如铜等，磨损量比碳刷小，电触头的寿命长，驱动轴及其锥孔部采用硬度更高的金属制备。并且，本专利技术中冷却水通过驱动轴、电触头之间环向间隙能够流动至驱动轴、电触头之间结合旋转面处，由此磨损产生的材料也会被冷却水带走，无污染。
[0018]本专利技术中，电功率的动态传输、冷却水的动密封和真空动密封都集成在一个端头上（即端头外壳上），靶材的另外一端可固定一个端封部，该端封部随靶材一起转动，由此靶材形成悬臂转动结构；或者靶材的另一端相对转动安装于端封部，端封部固定不动，由此也可使靶材形成转动结构。无论哪种转动结构，只需在端头外壳处进行通入冷却水、密封、驱动和电连接即可，简化了整体结构。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点为传输的功率更大，结构更可靠。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例一结构示意图。
[0021]图2是本专利技术实施例的中央支撑、电触头装配结构图。
[0022]图3是本专利技术实施例二结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0024]实施例一本实施例锥面传输功率的旋转阴极端头，用于使中空的靶材26转动，以及在靶材26转动时使其与外部电源能够电连接。靶材26内部设置有磁棒25，该磁棒25内部中空。用于提供磁控溅射时所需磁力。
[0025]如图1所示，本实施例整体固定在工作台11的底部，具体包括可导电的端头外壳17。该端头外壳17为轴线为左右水平方向的筒状，并且端头外壳17的左、右端均为筒口。端头外壳17的顶部通过安装螺钉16固定有导电板15，导电板15上固定有绝缘板14，绝缘板14上固定有端头基座13，端头基座13通过连接螺钉固定于工作台11的底部。导电板15上电连接固定有接电块9，该接电块9依次上穿绝缘板14、端头基座13、工作台11后与外部电源电连接。端头外壳17上还固定有一对水接头10，两个水接头10的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锥面传输功率的旋转阴极端头，用于使内部有磁棒（25）的靶材（26）转动并与外部电源电连接，包括用于连接靶材（26）以驱动靶材（26）转动的驱动轴（20），其特征在于，所述驱动轴（20）为导电材料制成，还包括用于实现电连接的电触头（2），所述电触头（2）、驱动轴（20）两者之中一者成型有锥孔部、另一者成型有锥面，电触头（2）、驱动轴（20）之间通过锥面与锥孔部保持电接触，且电触头（2）不随驱动轴（20）转动，外部电源依次通过电触头（2）、驱动轴（20）与靶材（26）电连接。2.根据权利要求1所述的一种锥面传输功率的旋转阴极端头，其特征在于，所述电触头（2）的端部成型为锥面，所述驱动轴（20）内部中空并成型有锥孔部，所述电触头（2）设于驱动轴（20）内，且电触头（2）其锥面与驱动轴（20）的锥孔部的孔壁保持电接触。3.根据权利要求1或2所述的一种锥面传输功率的旋转阴极端头，其特征在于，所述电触头（2）、驱动轴（20）均为导电金属材料制成，其中驱动轴（20）材料硬度大于电触头（2）材料硬度。4.根据权利要求2所述一种锥面传输功率的旋转阴极端头，其特征在于，还包括可导电的端头外壳（17），所述驱动轴（20）转动安装于端头外壳（17）内，驱动轴（20）一端穿出端头外壳（17）并与所述靶材（26）一端固定连接，靶材（26）另一端安装有端封部，所述端封部与靶材（26）另一端相对转动配合，或者端封部随靶材（26）转动；所述端头外壳（17）中还固定有可导电的中央支撑（1），所述中央支撑（1）中心固定连接有连接轴（1.1），所述连接轴（1.1）贯穿驱动轴（20）且连接轴（1.1）轴端与靶材（26）内部的磁棒（25）一端固定连接；所述电触头（2）非转动套装于连接轴（1.1）上，且电触头（2）与中央支撑（1）电连接，外部电源依次通过端头外壳（17）、中央支撑（1）、电触头（2）、驱动轴（20）与靶材（26）电连接。5.根据权利要求4所述的一种锥面传输功率的旋转阴极端头，其特征在于，所述电触头（2）与...

【专利技术属性】
技术研发人员：游锦山，
申请(专利权)人：中科纳微真空科技合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：