[发明专利]柱状弧源和电弧离子镀膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及气相沉积技术领域，特别涉及一种柱状弧源及电弧离子镀膜装置。

背景技术

电弧离子镀膜膜的工作过程为：将被镀金属制成靶材，安装在靶座上，靶材接电源负极，镀膜室接电源正极，靶材前方安装引弧针，引弧针通过电阻连接于电源正极。将镀膜室抽真空，引弧针与靶材接触短路，迅速使引弧针离开靶面，在引弧针离开靶面的瞬间产生初始电弧，此时阴极靶材产生大量金属蒸气，阴极靶材附近气压增高，气体自由程缩短，形成正离子堆积的双鞘层，因此自动维持场致发射型弧光放电。在切断引弧针电路后，阴极靶材和镀膜室之间仍可自持弧光放电。场致发射的众多的微小弧斑在阴极靶材表面迅速游动，通过增加磁场可以提高上述弧斑在阴极靶材表面的移动速度，加大分散度，实现阴极靶材的均匀烧蚀。阴极靶材的金属粒子蒸发并作为离子放出，工件外加有偏压，大量上述离子在电场作用下运动至工件表面而成膜。

柱状弧源在高度方向可做成较大尺寸，适用于在大范围内获得均匀性较好的膜层，因而现有的电弧离子镀膜装置多采用柱状弧源。然而目前使用的柱状弧源多采用靶管固定、磁芯旋转的结构，该种结构的柱状弧源工作时由于靶心旋转，整个靶管360°溅射，因而只能安装在镀膜装置的中心，向位于四周的工件镀膜，一个镀膜装置只能安装一个弧源，镀膜效率低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种柱状弧源，旨在提高采用该柱状弧源的电弧离子镀膜装置的镀膜效率。

为实现上述目的，本发明提出的柱状弧源，用于电弧离子镀膜装置，该电弧离子镀膜装置包括罩设于所述柱状弧源的屏蔽罩，所述柱状弧源包括磁芯和套设于所述磁芯的靶管，所述磁芯包括磁极管和设于所述磁极管的一磁铁，所述柱状弧源还包括连接于所述靶管的传动机构，所述传动机构驱动所述靶管转动。

优选地，所述磁极管沿轴向开设有凹槽，所述磁铁容纳于所述凹槽内，所述磁铁的一磁极正对所述磁极管，另一磁极背离所述磁极管。

优选地，所述磁极管为碳钢材质；且/或，所述磁铁为橡胶磁铁或永磁铁。

优选地，所述屏蔽罩开设有溅射口，所述磁芯形成的磁场与所述溅射口至少部分重合。

优选地，所述电弧离子镀膜装置包括真空室，所述柱状弧源设于所述真空室的内壁。

优选地，所述柱状弧源还包括分别设于所述靶管两端的第一固定座和第二固定座，所述磁芯与所述第一固定座和第二固定座均转动连接。

优选地，所述柱状弧源还包括第一端头和第二端头，所述第一端头一端连接于真空室的内壁，另一端与所述第一固定座转动连接，所述磁芯远离所述第一固定座的一端穿设所述第二固定座并连接于所述第二端头。

优选地，所述柱状弧源还包括设于靶管的同步轮，所述传动机构通过同步轮驱动所述靶管转动。

优选地，所述靶管套设有密封件，所述密封件抵持于所述第二固定座。

本发明还提出一种电弧离子镀膜装置，包括所述的柱状弧源。

本发明技术方案的屏蔽罩处于悬浮电位，与靶管等绝缘，有效避免该柱状弧源出现异常引弧现象，使得弧光稳定，本发明柱状弧源的磁芯包括磁极管和设于磁极管外壁的磁铁，该磁铁的个数为一个，单条磁铁与磁极管之间形成的力线较简单，有利于弧光的稳定，本发明的柱状弧源采用磁芯固定，靶管围绕磁芯旋转，能够实现定向溅射，因而该柱状弧源的安装位置灵活，能够安装在电弧离子镀膜装置的任意位置，更进一步地，一个电弧离子镀膜装置中能够安装多个本发明的柱状弧源，大大提高镀膜效率。此外，该柱状弧源工作时，靶管旋转，使得整个靶管表面均为溅射区域，大大提高了靶材的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明柱状弧源一实施例的结构示意图；

图2为图1柱状弧源的截面图。

附图标号说明：