等离子体镀膜装置制造方法及图纸

等离子体镀膜装置，其包括真空室和抽真空装置，在真空室上有阀门；传动系统包括真空室内的样品台和传动装置；同轴等离子体枪系统包括同轴内外电极及工程陶瓷绝缘套，内外电极间有间隙；脉冲电磁阀进气系统；同轴等离子体枪系统；充放电系统包括电源、与其连的充放电元件及控制系统；同轴等离子体枪系统部分在真空室内，真空室内的端部开口，脉冲电磁阀进气系统与内电极连接，工程陶瓷绝缘套在脉冲电磁阀进气系统与内电极的连线外，有充氮气口，内电极与脉冲电磁阀进气系统连接的端部设连通内外电极的间隙和内外电极的间隙的进气孔。本发明专利技术通过等离子体镀膜装置对材料表面进行改性、镀膜，解决了PVD和CVD的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镀膜装置，特别是指一种等离子体镀膜装置。
技术介绍
进入二十世纪八十年代，人们开始把过去用于热核聚变研究和军事高技术武器研究的强流脉冲加速器和同轴等离子枪等所产生的脉冲大功率粒子束和等离子体束用于材料表面改性和制膜研究。镀膜沉积技术很多，常用的镀膜沉积技术有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。CVD工艺需要在高温下进行，并使用特殊前驱体来降低反应温度，因此耗能高、环境污染严重；PVD工艺对环境友好，适合沉积三元和多元亚稳定薄膜，沉积温度低，不会降低基体硬度，但是存在薄膜与基体结合力不够理想以及沉积速率低等问题
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种等离子体镀膜装置。为了解决上述问题，本专利技术采取以下技术方案一种等离子体镀膜装置，包括真空系统、传动系统、脉冲电磁阀进气系统、同轴等离子体枪系统和充放电系统；所述真空系统包括真空室和抽真空装置，所述抽真空装置与所述真空室连通，在真空室上对应设有阀门；所述传动系统包括样品台和使样品台转动的传动装置，所述样品台放置样品，所述传动装置可使样品台进行横向两维的平移和高度的调整；所述同轴等离子体枪系统包括同轴设置的内电极和外电极以及工程陶瓷绝缘套，内电极和外电极之间存有间隙；所述充放电系统包括直流脉冲电源、充放电元件以及控制系统；所述同轴等离子体枪系统部分位于所述真空室内，其位于所述真空室内的端部开口，使内电极和外电极之间的间隙与所述真空室连通，所述样品台位于真空室内，脉冲电磁阀进气系统与所述内电极电连接，所述工程陶瓷绝缘套套在脉冲电磁阀进气系统与所述内电极连接的线路外，并在该工程陶瓷绝缘套上开设有充氮气口，所述内电极与所述脉冲电磁阀进气系统连接的端部设有进气孔，所述进气孔通过进气通道连通内电极和外电极之间的间隙，所述进气通道与所述内电极和外电极之间的间隙连通，所述直流脉冲电源连接所述充放电元件为其充电，所述充放电元件分别电连接所述内电极和外电极，并为其充放电，所述控制系统与所述直流脉冲电源连接控制其为所述充放电元件充电和放电。优选的，所述抽真空装置包括涡轮分子泵、机械泵，所述涡轮分子泵与水冷系统连接，水冷系统为所述涡轮分子泵提供循环水，并控制温升。进一步地，还包括等离子体诊断系统，所述等离子体诊断系统的Langmuir探针位于所述真空室内，用于检测等离子体的电压、温度和密度。优选的，所述脉冲电磁阀进气系统包括串联的电容器，开关和脉冲电磁阀，所述脉冲电磁阀和所述内电极电连接。进一步地，所述真空系统还包括一复合型真空计，所述复合型真空计位于所述真空室内。优选的，所述真空室上的阀门为闸板阀。优选的，所述充放电系统位于一个充放电控制柜内。本专利技术的有益效果为本专利技术通过等离子体镀膜装置对材料表面进行改性、镀膜，能很好地解决PVD薄膜与基体结合力不够理想以及沉积速率低以及CVD必须高温下进行，耗能高、环境污染严重的问题。 附图说明图I是本专利技术的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1，一种等离子体镀膜装置，包括真空系统I、传动系统2、脉冲电磁阀进气系统3、同轴等尚子体枪系统4和充放电系统5 ； 所述真空系统I包括真空室10和抽真空装置11，所述抽真空装置11与所述真空室10连通，在真空室10上对应设有阀门；所述传动系统2包括样品台20和使样品台转动的传动装置21，所述样品台20放置样品23，所述传动装置21可使样品台20进行横向两维的平移和高度的调整；所述同轴等离子体枪系统4包括同轴设置的内电极40和外电极41以及工程陶瓷绝缘套42，内电极40和外电极41之间存有间隙；所述充放电系统5包括直流脉冲电源50、充放电元件51以及控制系统52 ；所述同轴等离子体枪系统4部分位于所述真空室10内，其位于所述真空室10内的端部43开口，使内电极40和外电极41之间的间隙与所述真空室10连通，所述样品23位于真空室10内，脉冲电磁阀进气系统3与所述内电极40电连接，所述工程陶瓷绝缘套42套在脉冲电磁阀进气系统3与所述内电极40连接的线路外，并在该工程陶瓷绝缘套42上开设有充氮气口 6，所述内电极40与所述脉冲电磁阀进气系统3连接的端部设有进气孔7，所述进气孔7通过进气通道连通内电极40和外电极41之间的间隙，所述进气通道与所述内电极40和外电极41之间的间隙连通，所述直流脉冲电源50连接所述充放电元件51为其充电，所述充放电元件51分别电连接所述内电极40和外电极41为其充放电，所述控制系统52与所述直流脉冲电源50连接控制其为所述充放电元件51充电和放电。本专利技术等离子体镀膜装置对样品23镀膜的原理为样品23经打磨、酸洗、碱浴，表面除锈祛油，烘干后，放入真空室10进行待处理；真空系统I的抽真空装置11对真空室10进行抽气，并设定同轴等离子体枪系统4的内电极40、外电极41 ;充放电系统5对同轴等离子体枪系统4进行充电，充到预定值后，启动脉冲电磁阀进气系统3，从充氮气口 6充氮，高纯氮气以一定的进气气压通过内电极40端部的进气孔7进入同轴等离子体枪系统4、真空室10中，然后脉冲电磁阀进气系统3停止工作。进入同轴等离子体枪系统4的工作气体(氮气)被内电极40、外电极41之间的高压瞬时击穿电离，形成等离子体。同时，内电极40、外电极41之间建立一个电场，形成短暂的通路，等离子体束在放电电流产生的洛伦兹力的作用下加速向前运动，由于等离子体对内外电极41的电侵蚀作用，电极上会蒸发大量的材料，并形成等离子体，与气体等离子体一同加速向样品23运动，并与其发生生化反应，生成新的物质，合成所需薄膜材料，沉积到样品23基的表面，形成保护薄膜。本专利技术通过等离子体镀膜装置对材料表面进行改性镀膜，能很好地解决PVD薄膜与基体结合力不够理想以及沉积速率低以及CVD必须高温下进行，耗能高、环境污染严重的问题。所述抽真空装置11优选包括涡轮分子泵和机械泵，所述涡轮分子泵连接一水冷系统，水冷系统为所述涡轮分子泵提供循环水，并控制温升。还可包括等离子体诊断系统8，所述等离子体诊断系统8的诊断部件位于所述真空室10内，用于检测等离子体的电压、温度和密度。可以实时得知真空室10内的情况，以便控制。 还包括等离子体诊断系统,所述等离子体诊断系统的Langmuir探针位于所述真空室内，用于检测等离子体的电压、温度和密度。Langmuir探针主要有探针硬件、驱动电路数、据采集卡、控制软件四部分组成，易准确地得到所需的等离子体密度、电压、温度等。所述脉冲电磁阀进气系统3的一种具体方案为包括串联的电容器30，开关31和脉冲电磁阀32，所述脉冲电磁阀32和所述内电极40电连接。进一步地，所述真空系统I还包括一复合型真空计，所述复合型真空计位于所述真空室10内。用于检测真空室10的真空度是否达标。所述真空室10上的阀门为为闸板阀。闸板阀流体阻力小、启闭较省力、介质流动方向一般不受限制。为了使装置结构简化，最好将所述充放电系统5都放在一个充放电控制柜内。这样也可以量化生产，且体积小，没有外部布线。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体镀膜装置，其特征在于，包括真空系统、传动系统、脉冲电磁阀进气系统、同轴等离子体枪系统和充放电系统；所述真空系统包括真空室和抽真空装置，所述抽真空装置与所述真空室连通，在真空室上对应设有阀门；所述传动系统包括样品台和使样品台转动的传动装置，所述样品台放置样品，所述传动装置可使样品台进行横向两维的平移和高度的调整；所述同轴等离子体枪系统包括同轴设置的内电极和外电极以及工程陶瓷绝缘套，内电极和外电极之间存有间隙；所述充放电系统包括直流脉冲电源、充放电元件以及控制系统；所述同轴等离子体枪系统部分位于所述真空室内，其位于所述真空室内的端部开口，使内电极和外电极之间的间隙与所述真空室连通，所述样品台位于真空室内，脉冲电磁阀进气系统与所述内电极电连接，所述工程陶瓷绝缘套套在脉冲电磁阀进气系统与所述内电极连接的线路外，并在该工程陶瓷绝缘套上开设有充氮气口，所述内电极与所述脉冲电磁阀进气系统连接的端部设有进气孔，所述进气孔通过进气通道连通内电极和外电极之间的间隙，所述进气通道与所述内电极和外电极之间的间隙连通，所述直流脉冲电源连接所述充放电元件为其充电，所述充放电元件分别电连接所述内电极和外电极，并为其充放电，所述控制系统与所述直流脉冲电源连接控制其为所述充放电元件充电和放电。...

【技术特征摘要】
1.一种等离子体镀膜装置，其特征在于，包括真空系统、传动系统、脉冲电磁阀进气系统、同轴等离子体枪系统和充放电系统； 所述真空系统包括真空室和抽真空装置，所述抽真空装置与所述真空室连通，在真空室上对应设有阀门； 所述传动系统包括样品台和使样品台转动的传动装置，所述样品台放置样品，所述传动装置可使样品台进行横向两维的平移和高度的调整； 所述同轴等离子体枪系统包括同轴设置的内电极和外电极以及工程陶瓷绝缘套，内电极和外电极之间存有间隙； 所述充放电系统包括直流脉冲电源、充放电元件以及控制系统； 所述同轴等离子体枪系统部分位于所述真空室内，其位于所述真空室内的端部开口，使内电极和外电极之间的间隙与所述真空室连通，所述样品台位于真空室内，脉冲电磁阀进气系统与所述内电极电连接，所述工程陶瓷绝缘套套在脉冲电磁阀进气系统与所述内电极连接的线路外，并在该工程陶瓷绝缘套上开设有充氮气口，所述内电极与所述脉冲电磁阀进气系统连接的端部设有进气孔，所述进气孔通过进气通道连通内电极和外电极之间的间隙，所述进气通道与所述内电极和外电极之间的间隙连通，所述直流脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦学运，杨思泽，
申请(专利权)人：韦学运，
类型：发明
国别省市：