[发明专利]离子真空镀膜方法与装置无效
申请号: | 201110274961.8 | 申请日: | 2011-09-16 |
公开(公告)号: | CN102321869A | 公开(公告)日: | 2012-01-18 |
发明(设计)人: | 王敬达 | 申请(专利权)人: | 王敬达 |
主分类号: | C23C14/32 | 分类号: | C23C14/32 |
代理公司: | 南京天翼专利代理有限责任公司 32112 | 代理人: | 陈建和 |
地址: | 214100 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 离子 真空镀膜 方法 装置 | ||
技术领域
本发明涉及离子真空镀膜方法与装置。
背景技术
离子真空镀膜方法与装置采用磁控柱状弧源多弧离子镀膜,其装置是在镀膜室中央安装旋磁控柱状弧源(管状)。由镀膜室、工件转架、磁控柱状弧源、进气(镀不同材料时需要通入不同的工作气体)系统、弧源电源、工件加热源、引弧系统、真空系统、工件偏压电源组成。柱弧源由管状金属材料作靶材、管内安装数根条形永磁体,永磁体在靶管内(包括旋转和往返运动)运动。弧斑呈线状沿柱弧靶全长分布,并沿柱弧靶面扫描。从而提供在高真空条件下的将弧源由管状金属材料的靶材和气体材料以离子方式镀膜至工件上。
如CN96218605.8提出一种旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机,在镀膜室中央安装旋转磁控柱状弧源。主要由镀膜室、工件转架、旋转磁控柱状弧源、进气系统、弧源电源、烘烤加热源、引弧针系统、真空系统、工件偏压电源组成。柱弧源由管状金属材料作靶材、管内安装数根条形永磁体,永磁体在靶管内作旋转运动。弧斑呈线状沿柱弧靶全长分布,并沿柱弧靶面扫描。旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机有立式结构、卧式结构、箱式结构。
然而以上方法有很多不足之处:然而现有的多弧离子镀膜的方法产生的多弧离子粒子粗,有雾滴现象,引弧集中于磁力环,管状靶的刻蚀不均匀,二三天就要修正靶面,需要及时调整磁钢与靶材的距离,靶材的利用度低,也极大影响了真空镀的工作效率;另一不足是多弧管状靶的离子束分散,弧光松散无规则,在靶管表面串动,靶管表面刻蚀不匀,易在靶管的两端表面产生凹槽,大大影响了靶的使用寿命,这是由于弧的牵引靠外电机牵引靶管内的磁钢来回运动而运动,磁钢在管内的高温条件下易退磁,从而影响引弧作用,上述不足对离子镀的质量和生产效率均有极大影响。
95105971.8提出的柱形靶电弧汽相淀积装置及方法,多弧离子镀膜在于用电磁线圈控制弧班运动的柱形靶的电弧汽相淀积装置,以电磁线圈贯穿整个靶长,并通以直流或交变电流,使线圈整体在靶面上产生运动的电磁场进行对靶材离子体引弧。需要采用电磁线圈控制弧班运动的柱形靶的电弧汽相淀积,这只线圈需要很大的体积,在实用中有明显障碍--------要不控制引弧的效果不好,要不就是没法在真空室内安装这种线圈。离子真空镀膜方法已经得到了广泛的应用,又如201020197886制备太阳能电池背电极膜层的装置,还包括制备耐磨层工件的方法等。
发明内容
本发明的目的是:提出一种离子真空镀膜方法与装置,采用非机械磁体控制方式,离子引弧能够均匀或任意方式移动,控制靶材每处引弧的离子量,离子镀层细腻,和工件结合层的质量高;靶材的长度不受限制,靶材的利用率高,使用寿命长, 运行中无需调整与维修,应用范围广的离子真空镀膜方法与装置。
本发明的技术方案是:一种离子真空镀膜方法与装置,靶材的两端均施加独立工作的弧源电源,每个弧源电源分别进行电压高低或弧源电流大小的控制,即弧源电源电压高低或弧源电流大小的的变化分别施加于靶材的两端,弧源电源电压高或电流大时离子体的离子量大,发束能力强,尤其是每只电源均以相同周期的方式进行电流大小的强弱变化控制,且靶材一端弧源电源电压最高或电流最大时,靶材另一端施加的弧源电源电压低或电流小。根据两端施加的弧源电源电压的高低或弧源电源电流大小的控制,离子引弧能够均匀或任意方式移动,控制靶材每处引弧的离子量;可采取可控硅电压调节器的电源调节设备,尤其是以微处理器控制的方式对可控硅进行调节。
靶材施加的电压或电流大小自动进行均匀速度的控制,电弧均匀移动,可以通过最大绝对电压进行控制获得不同的离子束,离子细腻可保证离子镀层的细腻和镀层和结合层的质量,同时结合施加的氮气或烃类气体(如乙炔乙烯等工作气体)的量对施加的弧源电源的最高电压和变化的强弱周期。
在靶材两端均施加独立工作的弧源电源,每个弧源电源分别进行电流大小的控制,即弧源电源电流大小的变化分别施加于靶材的两端,如果工件不均匀分布,控制需要离子束量的区域施加高一些的电压,得到大一些电流,跑弧的离子增加。
所述弧源电源电压高时电流大、发出的离子量大,发束能力强。
本发明的改进是,每根靶材均采用圆柱形实心靶材。其使用的寿命极长,而且靶材均匀消耗,运行过程无须调整。
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