[实用新型]柱形靶电弧汽相淀积装置

说明书

本实用新型为一种柱形靶电弧汽相淀积装置及方法，属于真空镀膜、多弧离子镀膜技术。

电弧离子镀技术是当今最先进的离子镀技术之一、它利用冷场致发射电弧源提供高密度的金属离子流，是各种离子镀技术中金属离化率最高的技术，有利于形成氮化钛等化合物涂层，在仿金装饰镀，工具镀等方面有着广阔的应用。

目前市场上普遍使用的离子镀设备均为平面靶，在专利号为91105729.3的磁场束电弧汽相淀积的方法和设备中叙述了一种柱形靶电弧离子镀系统，并采用沿柱形靶中心轴往复移动的永久磁铁对弧班进行控制。该专利中的磁场是靠机械移动方法来控制弧斑在靶表面均匀地刻蚀，但在移动的磁场换向时，即磁场沿柱靶中心轴由上向下运动到由下向上运动的瞬间总要存在短暂的仃顿，久而久之就会造成在靶的两端刻蚀出槽，更至造成整个靶报废，此外机械移动的故障率较高，也使其在工业化生产中受到限制。

本实用新型的目的在于克服上述不足，而提供了一种阴极柱形靶中放置有电磁线圈的可控制弧斑运动的柱形靶电弧汽相淀积装置。

本实用新型为了实现上述目的而提出如下技术方案：该柱形靶电弧汽相淀积装置装置包括阳极壳体、阴极柱形靶及引弧丝，阳极壳体中部所装的阴极柱形靶内固装有电磁线圈，电磁线圈贯空整个靶长，并通以直流或交变电流，电磁线圈内设有冷却入水管，阴极柱形靶顶部装冷却出水管，电磁线圈外围与阴极柱形靶壁之间为出水腔，电磁线圈外面涂有防水层。阴极柱形靶内的整个线圈分成至少一组，每组线圈由能产生往复运动磁场的三相以上构成。

本实用新型的特点是：阴极柱形靶表面刻蚀均匀，靶材利用率高，镀膜厚度均匀，成膜速率高，结构设计优良，用途广泛。

本实用新型的具体内容由附图1～2给出。

图1为柱形靶电弧汽相沉积装置的整体结构示意图；

图2为阴极柱形靶结构示意图。

图中的主要结构为：真空室法兰1、引弧装置绝缘密封套2、水套绝缘密封套3、连接法兰4、引弧丝5、电磁线圈6、冷却水7、前挡板8、后挡板9、阴极柱形靶10、电磁线圈引线11、入水管12、出水管13、阳极壳体14、出水腔15、引弧装置16、弧电源17。

下面结合附图对本实用新型加以详细说明。

这种柱形靶电弧汽相淀积装置，包括阳极壳体14、阴极柱形靶10及引弧丝5，阳极壳体中部所装的阴极柱形靶内固装有电磁线圈6，电磁线圈贯穿整个靶长，并通以直流或交变电流，线圈前后分别装有前挡板8与后挡板9，前挡板和后挡板与阴极柱形靶壁之间隔开一间隙，线圈不作任何移动，采用电磁线圈且产生控制弧班运动所需的磁场，电磁线圈内装冷却入水管12，阴极柱形靶顶部装冷却出水管13，电磁线圈外围与阴极柱形靶壁之间为出水腔16，电磁线圈外面涂有防水层。阴极柱形靶内的整个线圈分成至少一组，为了使线圈整体能够产生往复运动的磁场，每组线圈至少分为三相，若每组线圈分为3相，每相之间电流位相差为

同理每组线圈还可分为六相、八相或更多相，每相所加交变电流位相差分别为或

每组线圈所分相数越多，其在靶表面所形成的运动磁场越平滑，但过多的相数会使电源更加复杂所以一般不超过八相。50周三相交流电本身的位相差为，直接利用三相交流电可使电源部分最为简单，当电流频率固定为50Hz而不需要改变时，采用三相或六相最为简单实用。

作为本发明的实施例，在直径750mm高820mm的真空室阳极壳体的中心放置阳极柱形靶，靶材采用钛管制成，钛管外径74mm，壁厚10mm，电磁线圈固装在钛管内、电磁线圈前后分别装前挡板与后挡板，前、后挡板及线圈与钛管壁之间留有4mm的间隙，以便冷却水(7)能顺利流过出水腔及前、后挡板与钛管壁之间的间隙且从出水管流出，保证靶面有较好的冷却效果，电磁线圈外径为42mm绕在尼龙骨架上，线圈外面有2mm厚的防水层，用来保证线圈的绝缘性，整个靶的实际有效长度为540mm，电磁线圈分为5组，每组由三相组成并通以三相交变电流，每经过5个周期换向一次。

本系统的典型工作电流为120A，电压20V用于装饰镀，每次镀15分钟左右。

工作时，将阴极柱形靶与弧电源负极相接，阳极壳体接电源正极，引弧丝通过引弧装置16形成引弧电弧，并迅速变成阴极柱形靶与阳极壳体之间的主电弧，以实现理想的引弧过程，进行工件渡膜。