[实用新型]一种靶材冷却装置

说明书

本实用新型涉及磁控溅射领域，主要涉及一种靶材冷却装置，包括靶材和冷却靶座，所述冷却靶座包括冷却腔，所述冷却腔上壁为冷却背板用于放置所述靶材，所述冷却腔两端分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却腔内上下壁设有若干彼此交错且间隔设置的导流板，使所述冷却腔内部空间形成曲折连通的冷却介质流道，这种结构的冷却靶座可以提高冷却背板的换热面积，同时在来回曲折的流动过程中，冷却介质湍动程度大幅提高，强化冷却介质与靶座之间的传热，从而急速降低靶材底座的温度。

技术领域

本发明涉及磁控溅射领域，主要涉及一种靶材冷却装置。

背景技术

磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种，通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，因为是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率，实现了溅射高速率、低温度、低损伤。

在溅射靶材生产过程中会发出大量的热量，如果不及时进行冷却，容易造成局部烧焦或呈现晶粒化现象，现有技术中，多是采用在靶座内设置冷却通道的方式，但是该种方式靶座和靶材接触面积小，冷却效果低，传热不显著。

在专利申请号为201410124974.0，专利名称为“一种阴极电弧靶冷却装置”的中国专利中公开了一种阴极电弧靶冷却装置(如图1所示)，包括靶座1、靶材2及设在靶座1内部的二条并排的冷却水道3，靶材2嵌在靶座1表面上，靶材2与冷却水道3被铜板4隔开，铜板4使冷却水道3与靶材2分属不同的独立空间，铜板4边缘被固定在靶座1上，固定方式有采用高强度耐温胶将铜板4边缘粘接在靶座2的上方或是采用一次浇筑成形的方法将铜板 4边缘固定在靶座2内，靶材2与铜板4相接触，其冷却效果好，又不影响真空设备及生产效率，但是该技术中靶材与铜板接触时传热效率较低。

发明内容

本发明所要解决的主要目的是解决磁控溅射领域内靶材冷却时传热效率低，能量损失大的技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种靶材冷却装置，包括靶材和冷却靶座，所述冷却靶座包括冷却腔，所述冷却腔上壁为冷却背板用于放置所述靶材，所述冷却腔两端分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却腔内上下壁设有若干彼此交错且间隔设置的导流板，使所述冷却腔内部空间形成曲折连通的冷却介质流道；所述靶材和冷却背板采用热粘接以使两者充分接触。

可选的，所述冷却背板为齿状，所述靶材底部形状对应冷却背板以使所述靶材与所述冷却背板充分啮合。

可选的，所述齿状冷却背板两端的齿形高度大于所述齿状冷却背板中部的齿形高度。

可选的，所述冷却腔中间设有一隔离板将所述冷却腔分隔为两个对称设置的隔离冷却腔，每一所述隔离冷却腔下部靠近所述隔离板均设置有开口，其中靠近所述冷却介质入口的开口对应为中部冷却介质出口，靠近所述冷却介质出口的开口对应为中部冷却介质入口。

可选的，所述冷却靶座采用热导率高于10W/(m.k)的导热材料制成，其中所述导热材料包括石墨烯或者合金材料。

可选的，冷却介质为热导率高于0.5W/(m.k)的导热流体，其中所述导热流体为纳米流体。

可选的，所述靶材和冷却背板连接处设置有填充物，所述填充物为纯铟、铟合金、锡铜合金、锌锡合金或者锡银铜合金。

有益效果为：本发明的靶材冷却装置的冷却靶座包括冷却腔，其冷却腔上壁为冷却背板用于放置靶材，冷却腔两端分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，冷却腔内上下壁设有若干彼此交错且间隔设置的导流板，使冷却腔内部空间形成曲折连通的冷却介质流道，这种结构的冷却靶座可以提高冷却背板的换热面积，同时在来回曲折的流动过程中，冷却介质湍动程度大幅提高，强化冷却介质与靶座之间的传热，从而急速降低靶材底座的温度。强化冷却介质与冷却背板之间的传热，从而急速降低靶材底座的温度。

附图说明