[实用新型]内置式结构紧凑型旋转阴极装置

说明书

本实用新型涉及薄膜制备技术领域，尤其是一种内置式结构紧凑型旋转阴极装置，包括阴极壳体、靶管、旋转驱动装置、冷却液管路、导电电刷及外部电源装置，其中靶管设置在阴极壳体内并通过单滚动轴承与旋转驱动装置构成传动连接以使靶管在旋转驱动装置的驱动下旋转，导电电刷与旋转驱动装置相连并与外部电源装置相导通，冷却液管路用于对靶管进行冷却。本实用新型的优点是：1)单滚动轴承和动静环的密封结构配合使用极大的压缩了阴极端部的尺寸空间，提高了基片成膜的均匀区；2)尾部取消了固定或支撑结构可以增加基片成膜的均匀区；3)可以在有限的空间内，在不减小平面阴极装置基片均匀区的情况下可以实现装置的升级。

技术领域

本实用新型涉及薄膜制备技术领域，尤其是一种内置式结构紧凑型旋转阴极装置。

背景技术

提高基片成膜的均匀区长度一直是薄膜生产过程的追求目标，这就要求在真空腔体高度或长度确定的情况下，尽可能的压缩阴极端部和尾部固定或支撑结构的“无效”空间，把腔体内的空间留给靶管的溅射区域。

市场上流行的磁控溅射装置，主要有旋转磁控溅射装置和平面磁控溅射装置。对于传统的旋转磁控溅射装置，由于真空生产工艺对漏率的要求，为了保证旋转的稳定性，往往在阴极端内部结构采用双轴承结构，这种导致阴极端部结构占用空间较大，并配置了尾部固定或支撑结构，占用了真空腔体内部的“有效”镀膜区域，相同的腔体高度或长度，镀膜均匀区相对较短。而对于平面磁控溅射装置，因为其没有旋转机构，在相同的高度或长度的真空腔体内，靶材有效的镀膜区域相对较长。平面阴极因为存在靶材利用率问题，在使用者升级平面阴极到旋转阴极的时候，往往有端部空间受限的影响，这样只能通过牺牲基片成膜的均匀区来实现。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种内置式结构紧凑型旋转阴极装置，采用单滚动轴承，动静环密封结构及分体式电刷阵列导电的结构，主要用来解决旋转磁控溅射装置阴极端和尾部固定端占用空间大，造成基片成膜均匀区短；平面阴极升级改造牺牲基片成膜均匀区的问题。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种内置式结构紧凑型旋转阴极装置，其特征在于：包括阴极壳体、靶管、旋转驱动装置、冷却液管路、导电电刷及外部电源装置，其中所述靶管设置在所述阴极壳体内并通过单滚动轴承与所述旋转驱动装置构成传动连接以使所述靶管在所述旋转驱动装置的驱动下旋转，所述导电电刷与所述旋转驱动装置相连并与所述外部电源装置相导通，所述冷却液管路用于对所述靶管进行冷却。

所述旋转驱动装置包括伺服电机、传动机构、芯轴传动机构，所述伺服电机通过所述传动机构与所述芯轴传动机构构成传动配合，所述芯轴传动机构与一靶管连接法兰相固定，所述靶管连接法兰与所述靶管相连接固定，使所述靶管在所述伺服电机的驱动下旋转。

所述靶管设置有磁棒固定座，所述磁棒固定座的一端与所述阴极壳体相固定，另一端支撑所述靶管内的磁棒，所述磁棒与所述磁棒固定座之间构成限位约束，使所述靶管在所述旋转驱动装置的驱动下旋转时处于静止状态。

所述冷却液管路包括冷却液管接头、冷却液进液通道、冷却液回流通道，其中所述冷却液管接头分别设置在所述阴极壳体的冷却液进口及冷却液出口位置，所述冷却液进口连通所述冷却液进液通道，所述冷却液进液通道通过磁棒及所述靶管连通所述冷却液回流通道。

在所述冷却液进液通道及所述冷却液回流通道于所述靶管的进出位置设置有用于密封的动静环。

所述外部电源装置包括外部导电块、内部导电板和绝缘底座，所述外部导电块和所述内部导电板相导通，所述内部导电板通过所述阴极壳体与所述导电电刷相导通，所述导电电刷为分体式碳刷，所述分体式碳刷通过芯轴传动机构时所述靶管带电。

所述分体式碳刷通过碳刷弹簧压紧于所述芯轴传动机构上。

所述导电电刷与用于实现冷却液密封的动静环处于同一高度。