[发明专利]一种阴极电弧源

说明书

技术领域

本发明涉及一种靶材镀膜技术领域，具体涉及一种阴极电弧源。

背景技术

真空镀是指在真空条件下，通过蒸发、溅射或离化等方式在产品表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺，其主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，其中离子镀中包含目前工业上应用最广的真空电弧涂镀技术，该技术主要由镀膜机上的阴极电弧源实现。其中，电弧源在工作时通过引弧针使靶材起弧，弧斑在靶面快速移动，该技术中阴极表面存在阴极斑点,尺寸小，电流密度高，弧斑所在区域的材料温度迅速升高到沸点以上，产生强烈蒸发、喷溅和离化，沉积于基体。

电弧技术对靶材冷却要求较高，如果不能保证良好的散热将导致弧源难以维持稳定正常工作。目前，现有技术中的靶材通常设为带螺纹式结构，其通过螺纹连接与阴极底座固定。

可以理解，采用上述结构的靶材来进行固定，其会存在以下的缺陷，当采用间接冷却的方式来对靶材进行冷却时，由于加工误差或多次拆卸会使得靶材螺纹与靶座产生微量不匹配，导致靶材无法与铜背板密切接触，从而造成冷却效果欠佳，长时间持续工作靶材会发生熔融从而使弧源遭到破坏。当采用直接冷却的方式来对靶材进行冷却时，靶材与冷却水之间无铜背板，螺纹变形或损伤将导致冷却水由螺纹缝隙中渗入真空腔体内，严重时甚至会损坏设备，引发重大事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于解决上述技术问题的阴极电弧源。

一种阴极电弧源，包括阴极底座，所述阴极底座的内侧壁上螺纹连接有永磁块，外侧壁上通过螺丝固定有法兰板，且所述法兰板在阴极底座的外侧接装有阳极筒，其中所述阴极底座与法兰板、以及阳极筒之间相互绝缘设置；所述阳极筒在背离所述法兰板的一侧装配有连接柱，并通过该连接柱接装有阳极罩；所述阴极底座上开设有水冷内腔，并在该水冷内腔的顶壁上通过卡环连接件卡接有靶材，且所述靶材贴合于阴极底座中水冷内腔的顶壁设置；所述顶壁设为具有弹性的隔膜板，并可在水冷内腔水压的作用下发生形变以贴合靶材。

优选地，所述隔膜板由金属铜制备而成，其厚度为1mm-3mm。

优选地，所述卡环连接件包括靶材卡环公扣与靶材卡环母扣，其中所述靶材卡环母扣通过连接螺钉固定在阴极底座上，并与阴极底座相导通；所述靶材卡环公扣与靶材卡接连接，且与靶材卡环母扣相匹配，以将靶材贴合在所述阴极底座中水冷内腔的隔膜板上。

优选地，所述靶材卡环公扣与靶材卡环母扣之间卡扣连接。

优选地，所述靶材卡环母扣的外周面沿其径向方向向外凸伸有一凸起，所述靶材卡环公扣在面向靶材卡环母扣的一侧面上开设有匹配于凸起的凹槽，以将靶材卡环公扣限位在所述靶材卡环母扣上。

优选地，所述阴极底座的水冷内腔向下分别接装有进水连接管和出水连接管，所述进水连接管与出水连接管分居在永磁块的两侧，且该进水连接管的进水开口及出水连接管的出水开口相对于永磁块背离设置。

优选地，所述阴极底座与阳极筒之间用高温绝缘屏蔽环隔离设置，其中所述高温绝缘屏蔽环由碳化硼材料制备而成。

优选地，所述阴极底座与法兰板之间用聚四氟乙烯环进行绝缘设置。

优选地，所述永磁块内嵌装有磁铁和导磁柱，其中所述导磁柱相对于阴极底座上的靶材平行设置，且与磁铁相垂直。

优选地，所述连接柱为陶瓷柱。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的阴极电弧源，通过卡环连接件将靶材固定在阴极底座上，且阴极底座中用于对靶材进行冷却的水冷内腔顶壁设为具有弹性的隔膜板，使其在阴极底座中水冷内腔内冷却水的压力和真空吸力的作用下，发生微量变形以确保与靶材充分接触，这样就实现了该阴极电弧源在使用过程中对靶材的充分冷却；同时本发明采用卡环连接件来对靶材进行限位固定，其便于对靶材的更换效率，提高工作效率，且从根本上解决了现有技术中通过螺纹连接对靶材进行固定所带动的技术问题。

附图说明

图1为本发明较佳实施例所提供的阴极电弧源的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。