电弧离子镀设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种电弧离子镀设备，所述电弧离子镀设备包括：真空腔室；若干个电弧蒸发源，所述电弧蒸发源设置于所述真空腔室的侧壁，沿侧壁的周向设置；若干对竖向设置的电极对，所述电极对设置于相邻的两个所述电弧蒸发源的间隙空间位置；旋转底座，所述旋转底座与镀膜工件的安装座连接，所述旋转底座以所述真空腔室的中心轴为旋转轴进行旋转。电弧离子镀设备通过在弧靶两侧引入电极对，能够有效的对镀膜过程中产生的大熔滴颗粒进行轰击，使其脱离膜层表面，可实现对镀膜工件的均匀镀膜。可实现对镀膜工件的均匀镀膜。可实现对镀膜工件的均匀镀膜。

【技术实现步骤摘要】
电弧离子镀设备


[0001]本技术涉及一种电弧离子镀设备。

技术介绍

[0002]阴极电弧离子镀技术不断朝着提高大面积成膜均匀性、提高膜层致密度、消除大熔滴颗粒等方面改进优化，采取的措施包括改变或增设电磁场以加速弧斑运动、通过电磁偏转对大熔滴颗粒进行磁过滤；小弧源由于磁控均匀性要求比较低，被广泛应用，但受到直径尺寸的限制在沉积大工件时需要进行全空间均匀布置。
[0003]采用改变或增设电磁场、电磁偏转等措施对阴极电弧离子镀技术进行的改进，增加了阴极电弧离子镀设备的复杂性；另一方面采用小弧源阴极电弧离子镀大面积成膜均匀性差、膜层不够致密、容易产生大熔滴，因此只能通过增加数量来满足大型工件的镀膜需求，限制了小弧源的应用场景。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术小弧源阴极电弧离子镀大面积成膜均匀性差、膜层不够致密、容易产生大熔滴的缺陷，提供一种电弧离子镀设备。
[0005]本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本技术一方面提供一种电弧离子镀设备，所述电弧离子镀设备包括：
[0007]真空腔室；
[0008]若干个电弧蒸发源，所述电弧蒸发源设置于所述真空腔室的侧壁，所述电弧蒸发源沿所述侧壁的周向设置；
[0009]若干对竖向设置的电极对，所述电极对对应于相邻的两个所述电弧蒸发源的间隙空间的位置设置；
[0010]旋转底座，所述旋转底座用于与镀膜工件的安装座连接，所述旋转底座以所述真空腔室的中心轴为旋转轴进行旋转。
[0011]在本技术方案中，通过在电弧蒸发源两侧引入电极对后，能够有效的对镀膜过程中产生的大熔滴颗粒进行轰击，使其脱离膜层表面，可实现对镀膜工件的均匀镀膜。
[0012]较佳地，在所述真空腔室的高度方向包括至少两排所述电弧蒸发源，两排所述电弧蒸发源在竖向的投影上位置重合；同一排中的所述电弧蒸发源沿所述真空腔室的周向等角度设置。
[0013]在本技术方案中，设置至少两排电弧蒸发源可以提高纵向的轰击效果，进一步提升镀膜均匀性。
[0014]较佳地，每一所述电极对包括一阴极棒和一阳极棒，所述电弧蒸发源的两侧的电极棒的极性相同。
[0015]在本技术方案中，阴极电弧蒸发源两侧的电极对的极性采用对称性布置，阴极电弧蒸发源两侧最近的电极的极性相同，即瞬时极性同时为正或同时为负。
[0016]较佳地，所述阴极棒和所述阳极棒的长度为100cm
‑
180cm，较佳地为140cm；
[0017]较佳地，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的直线间距为20cm
‑
40cm，较佳地为30cm；
[0018]较佳地，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的周向弧度差为5
‑
30，较佳地为15
°
。
[0019]较佳地，所有所述电极对与同一中频电源连接，所述中频电源的输出频率为5
‑
100kHz，较佳地为40kHz；
[0020]较佳地，所述中频电源输出的电压为500
‑
1000V，较佳地为800V。
[0021]较佳地，所述阴极棒与所述中频电源的阴极连接，所述阳极棒与所述中频电源的阳极连接。
[0022]在本技术方案中，中频电源通过电极对激发氩气产生高浓度的氩等离子体。电极对均连接同一台中频电源。中频电源输出为正负对称型脉冲，因此在阴极电弧离子镀的工艺中，阴极电弧蒸发源两侧最近的电极的极性相同，即瞬时极性同时为正或同时为负，弧靶两侧极性相同但迅速变换的极棒使得被电弧激发产生的金属离子束运动方向发生扩散。这种扩散使得金属离子在真空腔室内分布更加均匀，即工件在相对均匀的弥散金属离子体中运动，有效克服了小弧源镀膜不均匀的问题。
[0023]较佳地，每个所述电弧蒸发源均与独立的电弧电源电连接；所述电弧电源的输出电压为4
‑
40V，较佳地为30V；
[0024]较佳地，所述电弧电源的输出电流为50
‑
200A，较佳地为150A。
[0025]较佳地，所述电弧蒸发源的直径为10
‑
30cm，较佳地为20cm；
[0026]较佳地，在高度方向上相邻的两排所述电弧蒸发源的间距为20
‑
50cm，较佳地为40cm；
[0027]较佳地，沿所述真空腔室的周向相邻的所述电弧蒸发源之间的弧度差为30
‑
60
°
，较佳地为45
°
。
[0028]较佳地，所述旋转底座设有卡接口，所述卡接口通过竖向设置的连接杆与所述安装座连接，所述卡接口具有自转轴，带动连接的镀膜工件同步旋转。
[0029]在本技术方案中，工件镀膜过程中，既包括工件以自身对称轴的旋转，又包括围绕真空腔室中心轴的旋转，随着工件的转动，弧靶离子不断在工件表面沉积，同时工件表面不断收到氩离子的轰击。当工件随转架转至对电极区域时，氩离子轰击工件表面，在离子轰击作用和电荷互斥作用的影响下，大熔滴颗粒逐渐脱离成膜表面，而细化的膜层组织由于与工件表面的结合力强而留在表面，因此生长的薄膜材料膜细化度和致密度得到有效提高。
[0030]较佳地，所述真空腔室为圆柱形腔室，所述真空腔室的直径为150
‑
250cm，较佳地为200cm；所述真空腔室的高为150
‑
250cm，较佳地为200cm；
[0031]较佳地，所述旋转底座的直径为100
‑
200cm，较佳地为150cm；
[0032]较佳地，所述旋转底座与偏压电源电连接，所述偏压电源的输出频率为2
‑
100kHz，较佳地为50kHz；所述偏压电源的输出脉冲为1
‑
10us，较佳地为5us；所述偏压电源的输出电压为0
‑
100V，较佳地为60V；
[0033]较佳地，所述旋转底座与所述真空腔室绝缘。
[0034]本技术的积极进步效果在于：本技术提供一种电弧离子镀设备，通过在
电弧蒸发源的两侧设置连接中频电源的电极对，镀膜时，真空腔室内通入一定量的氩气，阴极电弧蒸发源、工件偏压电源、中频电源同时开启。随着工件的转动，弧靶离子不断在工件表面沉积，同时工件表面不断收到氩离子的轰击以减少大熔滴颗粒在表面的沉积，提高沉积膜层的细化程度和致密度，同时可以改善小弧源在进行大工件镀膜沉积时候均匀性差的问题。
附图说明
[0035]图1为本技术实施例1的电弧离子镀设备的剖视图。
[0036]图2为本技术实施例1的电弧离子镀设备的电源连接示意图。
[0037]图3为本技术实施例1的电弧离子镀设备的俯视图。
[0038]附图标记说明：
[0039]真空腔室1；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧离子镀设备，其特征在于，所述电弧离子镀设备包括：真空腔室；若干个电弧蒸发源，所述电弧蒸发源设置于所述真空腔室的侧壁，所述电弧蒸发源沿所述侧壁的周向设置；若干对竖向设置的电极对，所述电极对对应于相邻的两个所述电弧蒸发源的间隙空间的位置设置；旋转底座，所述旋转底座用于与镀膜工件的安装座连接，所述旋转底座以所述真空腔室的中心轴为旋转轴进行旋转。2.如权利要求1所述的电弧离子镀设备，其特征在于，在所述真空腔室的高度方向包括至少两排所述电弧蒸发源，两排所述电弧蒸发源在竖向的投影上位置重合；同一排中的所述电弧蒸发源沿所述真空腔室的周向等角度设置。3.如权利要求1所述的电弧离子镀设备，其特征在于，每一所述电极对包括一阴极棒和一阳极棒，所述电弧蒸发源的两侧的电极棒的极性相同。4.如权利要求3所述的电弧离子镀设备，其特征在于，所述阴极棒和所述阳极棒的长度为100cm
‑
180cm；和/或，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的直线间距为20cm
‑
40cm；和/或，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的弧度差为5
°‑
30
°
。5.如权利要求4所述的电弧离子镀设备，其特征在于，所述阴极棒和所述阳极棒的长度为140cm；和/或，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的直线间距为30cm；和/或，每一所述电极对的所述阴极棒和所述阳极棒之间的弧度差为15
°
。6.如权利要求1所述的电弧离子镀设备，其特征在于，所述旋转底...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐道远，杨敏，汤全丰，陈福平，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：