[发明专利]一种窄束型线性离子源

说明书

本发明公开了一种窄束型线性离子源，包括阴极外环盖板、阴极内环盖板、阴极壳体、环形阳极、绝缘支柱、条形磁钢、气体电离室和环形离子束引出口；本发明整个环形区域都可以实现电离，离子线束较为集中，效率高；进气均匀，合理的气流布置和均布的气孔；磁场排布使用条形磁铁均匀布置，磁场均匀性好；电、磁场处于正交位置；气体电离室的高度较小，可防止气体电离室内部气体电离几率；充足的水冷条件，对阴极、阳极、磁场同时水冷，可防止温度升高导致退磁的功能；结构简易，拆装方便，易于维护。

技术领域

本发明涉及一种使用离子束清洗的离子源技术领域，特别涉及一种窄束型线性离子源。

背景技术

可以进行离子辅助沉积，以及可能进行离子溅射等手段。而离子清洗、离子辅助以及离子溅射都可以使用离子源来产生离子束进行使用。离子束的束流大小、束流角度等都对离子束的效率和质量产生直接的影响。

离子源的功能是完成某种气体介质的有效电离，趋向于形成有规则形状的等离子体。而常见的霍尔离子源、霍夫曼离子源基本上都是外形圆筒状，产生出来的离子束也是呈现圆形。在镀膜生产过程中有时候需要较大面积的离子束，而呈现大面积离子束又会有较多的不确定性，例如离子束的中心与边缘的束流密度是否一致等因素。我们一般采用线性离子源来解决这一问题；线性离子源一般采用类似运动场跑道形状的开口来产生离子线束，镀膜生产时基本使用跑道的直线区域。

通常的线性离子源的离子束能量范围很宽，而实际生产过程中有些材质的基片只需要较窄范围的离子束能量带来的离子清洗作用；例如：目前市场上消费电子类手机铝合金材质的外壳，因其表面在镀膜前一般采用阳极氧化处理可以得到较多外观颜色，但由于其外观性能要求，还需要进行真空镀膜，所以在镀膜时仍然需要对其进行离子清洗。而常用离子源的离子束能量相对而言会偏大1～2个数量级。所以需要能够满足较小范围离子束能量的离子源。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种窄束型线性离子源，能够满足较小范围离子束能量的需求。

为了解决上述问题，本发明提供一种窄束型线性离子源，包括阴极外环盖板、阴极内环盖板、阴极壳体、环形阳极、绝缘支柱、条形磁钢、气体电离室和环形离子束引出口；所述阴极外环盖板和阴极内环盖板在阴极壳体的顶部开口处，环形离子束引出口在阴极外环盖板和阴极内环盖板之间，环形阳极固定在绝缘支柱上，环形阳极和绝缘支柱在阴极壳体内部，绝缘支柱的底部在阴极壳体上，气体电离室在环形阳极上表面和环形离子束引出口之间，条形磁钢在环形阳极的环形开口内；条形磁钢和环形阳极、阴极外环盖板、阴极内环盖板构成了环形放电槽，阴极外环盖板、阴极内环盖板和阴极壳体构成了整个线性离子源的外壳；所述阴极壳体、环形阳极、阴极内环盖板上分别设有冷水道，阴极外环盖板与阴极壳体相连；所述在环形阳极和条形磁钢之间设有通气管道，通气管道延伸到阴极壳体的底部；所述阴极壳体的底部设有与通气管道相连接的气体缓冲结构。

进一步地说，所述在剖面图中，环形离子束引出口上设有倒梯形和长方形，倒梯形的短底边为W，长方形的宽也为W，长方形的长为L；所述倒梯形的两个斜边形成角度a；长方形的长L在一定数值范围内增加，可以约束气流方向至单向运动；倒梯形口的角度a在一定数值范围内减小，可以约束流体或等离子体的运动方向，且约束后运动方向的角度较小，能够达到约束离子束流的作用。

进一步地说，所述通过冷水道对环形阳极、阴极内环盖板和阴极壳体进行冷却，阴极外环盖板通过与阴极腔体的接触实现传热冷却。

进一步地说，所述气体电离室的高度为2～3mm，即环形阳极的上表面至阴极外环盖板或阴极内环盖板的下表面距离为2～3mm。

进一步地说，所述阴极腔体的内部开设多个沉孔，绝缘支柱的底部嵌入在所述沉孔内。

进一步地说，所述阴极外环盖板、阴极内环盖板与阴极腔体通过螺栓相连，环形阳极和绝缘支柱通过螺栓相连。