[实用新型]一种等离子真空镀膜室

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜领域，具体地说是一种对各种绝缘材质和导电材质的工件内外表面进行镀膜的等离子镀膜设备。

背景技术

等离子全方位离子沉积技术（Plasma Immersion Ion Deposition），简称为PIID技术，是等离子增强化学气相沉积技术的一种，其原理是向镀膜工件施加脉冲直流或者纯直流，工件表面释放电子与真空室内的气体发生碰撞，产生了等离子体，带正电的离子和被激活的分子在工件表面成膜。利用PIID技术可以制备出类金刚石涂层，简称DLC涂层；由于DLC涂层具有高硬度、低摩擦系数、耐磨耐腐蚀能等多种优异的性能而被广泛应用。

传统的等离子全方位离子镀膜设备，如图1所示，将被镀工件11置于真空镀膜室2内，通过人机控制系统6开启抽气系统7后，将真空镀膜室内的气压抽至10^-3Pa以下（由真空检测系统1测量），开启充气系统3，向真空室充入Ar气，调整气体流量和挡板的角度，使气压基本稳定在1~2Pa。并在工件上施加高压脉冲电压（﹣4KV），脉冲电源系统5另一端接真空壁，真空壁作为阳极接地。由于工件表面聚集了大量的自由电子，且气压满足辉光放电的气压工作区间，此时，工件表面不断向真空室内释放电子，在加速到真空壁的过程中，电子与Ar原子发生碰撞使其电离，高能量的电子造成了Ar原子大量电离，加之一个电子会与Ar原子产生多次碰撞，此时，整个真空室内部都充满了等离子体，因工件表面的电子能量最高，造成其表面等离子体强度更高，到真空壁附近逐渐衰减。电子经过多次碰撞后，能量消失殆尽，靠近真空壁附近最终被真空壁（阳极）捕获，形成回路。电离后的Ar⁺带正电，受到工件（带负电）的吸引而加速，工件表面受到加速后的Ar⁺的轰击，表面的氧化物和杂质被刻蚀，实现了工件表面的等离子体清洗，Ar⁺从工件表面获得电子后恢复到基态。一般而言，等离子清洗这一过程需要2-3小时。和等离子清洗原理相似，工件经清洗完毕后，在不降低电压的情况下，向真空内直接充入碳氢气体等，电子轰击这些气体分子将其电离，和Ar气不同的是，带正电的这些离子轰击到工件表面，获得电子后不会变成气体脱离工件表面（Ar气则直接脱离工件表面），而是以固态的形式直接沉积下来，形成了碳氢涂层，也就是类金刚石涂层，其中含有30%左右的固态氢，因此比金刚石韧性高，硬度能达到金刚石的25-30%。

传统的等离子全方位离子镀膜设备将工件置于金属板上，或者挂在金属棒上，金属棒直接与玻璃砖搭接，在镀膜过程中很容易在玻璃砖和金属棒的间隙部位打火。

为了能够提高镀膜速率，在现有镀膜室内的绝缘支架上放置金属网罩，金属网罩和高压脉冲电源相连；当金属网罩上加载高压负脉冲后，金属网罩内部就会产生等离子体，由于电子被束缚在金属罩内与更多的气体粒子发生碰撞，因而可以产生更多的等离子体，从而提高镀膜速率，并能提高涂层的均匀性，而且它可以对三维复杂工件内外表面同时进行镀膜。但是由于金属网罩通过每个网格中放出的电子数目会很多，这样会造成整个罐体内部温度升高，置于镀膜室内部的金属网罩、工件温度也会升高，金属网罩、工件在高温和等离子体包围的双重氛围下，带电的等离子会在金属网罩及工件表面吸附，当电荷积累到一定程度而又得不到释放的时候，金属网罩和工件会产生打火现象。在镀膜过程中一旦发生打火，镀膜电压很难加载到需要的参数，甚至很难继续镀膜。

发明内容

本发明为了避免现有技术存在的不足之处，提供一种降低打火次数、提高镀膜质量的等离子真空镀膜室。

本发明解决技术问题采用如下方案：

一种等离子真空镀膜室，其结构特点在于，镀膜室内设有金属网罩，金属网罩设有电子逃逸口，所述金属网罩通过一横向贯穿的金属棒将其固定于镀膜室内，所述金属棒与镀膜室外高脉冲电源电连接，其两端通过玻璃砖固定在支架上，所述金属棒与玻璃砖之间连接方式为搭接，搭接处存有的间隙填充有铝箔。

本发明结构特点还其在于：

所述电子逃逸口至少一个，设置在非正对着玻璃砖的位置，电子逃逸口的大小为10cm²-30cm²。

所述玻璃砖上设有一个直径为0.5cm-2cm防爆裂的小孔。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：