[实用新型]一种真空镀膜用的阴极弧光离子源

说明书

本实用新型提供了一种真空镀膜用的阴极弧光离子源，包括相连接的离子源本体和直管过滤机构；所述离子源本体包括外壳、引弧装置、与气源连通的气管、设置在外壳内部的中空阴极、设置在外壳外部的永磁体、用于冷却所述中空阴极的第一冷却机构；所述直管过滤机构包括直管、磁场调节机构；所述中空阴极为一端封闭的圆管状，所述引弧装置和气管均设置在中空阴极的封闭端处并与所述中空阴极的中空部连通；所述中空阴极的开口端与所述直管的另一端连接，所述中空阴极的中空部分与所述直管的中空部分相连通且两者的轴心线重合。本实用新型能对中空阴极发射所产生的金属熔滴起到过滤作用，获得纯度较高的等离子体，从而可以提高等离子体刻蚀的效果。

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，更具体地，涉及一种真空镀膜用的阴极弧光离子源。

背景技术

真空镀膜技术被广泛应用于材料表面处理，以改善材料表面性能，满足不同的应用需求。阴极电弧离子镀技术被应用于硬质薄膜和装饰薄膜方面，提高材料表面硬度、耐磨性、抗氧化及观瞻性等表面特性。近年来，特别是工模具表面镀膜领域，对材料表面膜层的膜基结合力提出了越来越高的要求。为了获得良好的膜基结合力，需要对待镀膜材料表面进行等离子刻蚀，以获得洁净的材料表面。当前主要是采用离子源技术进行等离子刻蚀，其中真空镀膜设备中的离子源为关键部件，但是目前离子源的等离子体纯度较低，往往伴随金属熔滴，使得等离子体刻蚀效果并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空镀膜用的阴极弧光离子源，所述阴极弧光离子源能够克服金属熔滴的问题，以提供纯度较高的等离子体。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种真空镀膜用的阴极弧光离子源，包括相连接的离子源本体和直管过滤机构；

所述离子源本体包括外壳、引弧装置、与气源连通的气管、设置在外壳内部的中空阴极、设置在外壳外部的永磁体、用于冷却所述中空阴极的第一冷却机构；

所述直管过滤机构包括一端与真空镀膜室连接的直管、磁场调节机构，所述磁场调节机构包括套设在所述直管外面的电磁铁；

所述中空阴极为一端封闭的圆管状，所述引弧装置和气管均设置在中空阴极的封闭端处并与所述中空阴极的中空部连通；所述中空阴极的开口端与所述直管的另一端连接，所述中空阴极的中空部分与所述直管的中空部分相连通且两者的轴心线重合。

本实用新型所述的中空阴极与阴极弧电源进行连接。所述阴极弧电源的工作电压25-30V，工作电流30-150A。

本实用新型的工作原理如下：气体经气管通入中空阴极的中空部分，中空阴极经引弧装置点燃后开始发射有大量的金属等离子体，并与通入的气体碰撞离化，所述中空阴极设置为中空结构，有利于降低金属熔滴数量，提高离化率，获得高度离化的等离子体，等离子体在压力差、电场、磁场共同作用下，进入到所述直管的中空区域，并被所述直管外部电磁铁所产生的外磁场约束、压缩，从而进一步对中空阴极发射所产生的金属熔滴起到过滤作用，最终得到细腻的、不含金属熔滴的等离子体输出到真空镀膜室中，对材料表面进行等离子体刻蚀。本实用新型获得高度离化的等离子体，并过滤中空阴极弧发射的金属熔滴，获得纯度较高的等离子体。

本实用新型所述的中空阴极由纯金属制成，金属为Ti、Cr或Cu等。本实用新型所述的直管为金属直管。所述的外壳为金属外壳。

进一步地，所述第一冷却机构设置在所述外壳与中空阴极之间。

更进一步地，所述第一冷却机构为由所述外壳的内壁与中空阴极的外部构成的冷却水循环通道，所述冷却水循环通道两端分别设有进水口和出水口。

进一步地，所述直管过滤机构还包括用于冷却所述直管的第二冷却机构。

更进一步地，所述直管的管壁为夹层结构，所述第二冷却机构为设置在所述夹层结构的冷却水循环通道。