[发明专利]阴极电弧装置

说明书

本发明涉及离子源设备技术领域，具体涉及了一种阴极电弧装置，包括靶材以及下方安置的磁组件，磁组件包括永磁体和若干个线圈组件，靶材的正面为溅射面，含线圈组件的磁组件设置于靶材的背面下方，线圈组件包括若干个并列且交替设置的导磁块和绝缘块，导磁块上缠绕线圈，线圈的轴线穿过相邻的绝缘块，且线圈的轴线平行于靶材的溅射面。由于绝缘块处形成气隙，线圈和导磁块产生的磁场会在气隙处形成强漏磁，漏磁在平行于靶材溅射面的方向的磁场强度分量高，而交替设置的导磁块和绝缘块有利于保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性。

技术领域

本发明涉及多弧离子镀设备技术领域，特别是涉及一种阴极电弧装置。

背景技术

阴极电弧镀膜是物理气相沉积(PVD)领域的重要方式，作为阴极的靶材附近引发了气体电弧放电，将靶材气化电离，然后在待镀工件直接沉积或反应沉积所需要的涂层。该技术已有近50年的发展历史，被广泛用于先进制造业中工模具的表面处理。

目前的阴极电弧装置用于产生磁场的线圈的轴线均垂直于靶材的端面，为获得更高的平行于靶材端面的磁场分量，这些装置需要高的励磁电流，线圈磁场的有效利用率低，也难以保证靶材端面表面各点磁场大小的一致性。由此可见，靶材使用过程中有效调制靶材端面磁场平行分量的一致性和均匀性仍是亟需解决的关键技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种阴极电弧装置，以保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性。

基于此，本发明提供了一种阴极电弧装置，包括靶材以及由若干个线圈组件组成的磁组件，所述靶材的正面为溅射面，所述磁组件设置于所述靶材的背面下方，所述线圈组件包括若干个并列且交替设置的导磁块和绝缘块，所述导磁块上缠绕线圈，所述线圈的轴线穿过相邻的所述绝缘块，且所述线圈的轴线平行于所述靶材的溅射面。

作为优选的，所述线圈组件包括至少两个，所述每一线圈组件内的线圈的轴线在同一直线上，所述线圈组件之间呈十字形垂直交叉布置。

作为优选的，所述导磁块和绝缘块均为圆柱状结构，所述线圈的轴线垂直于所述导磁块的长度方向。

作为优选的，所述线圈组件和靶材之间设有平行于所述靶材的背面的极靴板，所述极靴板上设有多个通孔，所述通孔呈放射状对称设置。

作为优选的，所述极靴板和靶材之间设有平行于所述极靴板的导磁板。

作为优选的，所述极靴板和导磁板的材质为工业纯铁。

作为优选的，所述靶材的背面沿磁组件的外缘环绕地设有一圈永磁体，所述永磁体的两极的连线垂直于所述靶材的溅射面。

作为优选的，所述磁组件采用包括内筒和外筒的双层筒式结构，所述线圈组件设置于所述内筒中，所述永磁体设置于所述内筒和外筒之间。

作为优选的，所述靶材的一侧设有引弧装置，所述引弧装置包括本体、铰接于所述本体的引弧杆以及连接于所述引弧杆的推动装置，所述推动装置能够推动所述引弧杆翻转，使得所述引弧杆的引弧端接触所述靶材的侧壁。

作为优选的，所述推动装置包括相对设置的电磁模块和磁性件，所述电磁模块设在所述本体上，所述磁性件设在所述引弧杆上；当所述电磁模块产生磁极排斥所述磁性件时，所述磁性件推动所述引弧杆翻转，使所述引弧杆的引弧端靠近所述靶材的侧壁。

本发明的阴极电弧装置在靶材的一端面下方交替设置有导磁块和绝缘块，导磁块上缠绕有线圈，其中线圈的轴线平行于靶材的溅射面，由于绝缘块处相当于气隙，因此线圈和导磁块产生的磁场会在气隙处形成强漏磁，在线圈中通入同等大小的励磁电流的情况下，相较于传统的线圈轴线垂直于靶材溅射面的装置，本装置产生的漏磁在平行于靶材溅射面的方向产生的磁场强度分量更高，而且交替设置的导磁块和绝缘块还有利于保证靶材溅射面各点的磁场大小的一致性和均匀性，进而保障本装置镀膜涂层的质量。