CN102953039B - 一种真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，包括绝缘座、阴极安装座、真空基体、安装座及水接头；所述绝缘座固装在真空基体上，阴极安装座和安装座固装在绝缘座上，阴极安装座和安装座上分别通过可旋转的阴极端盖和第二阴极端盖与靶材的两端密封连接；绝缘座上设有传动轴，传动轴上端的驱动齿轮与固装在阴极端盖上的从动齿轮啮合，靶材的内部设有不旋转的中心管，中心管的顶部设有磁芯元件，中心管通过引水管与水接头连接，中心管的内孔通过进水管与水接头的进水孔连通；靶材、阴极端盖、第二阴极端盖、引水管和水接头组成一密闭的腔体。本发明提高了靶材的利用率和镀膜的均匀性；且具有密封效果好，维修成本低，使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种镀膜溅射装置，尤其是涉及一种真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极。
背景技术
真空磁控溅射镀膜是当今大面积薄膜沉积领域中镀膜质量最好，应用范围最广的镀膜沉积工艺，在磁控溅射镀膜工艺中，对磁控溅射镀膜设备的质量要求很高，在磁控溅射镀膜设备中，磁控溅射阴极尤为重要。目前普遍采用的是平面磁控溅射阴极或简单的旋转阴极，但是由于平面阴极结构设计上的缺点，阴极靶材沉积利用率非常低（不超过40%）。并且一定时间后，会形成跑道状溅射区域，严重影响后期镀膜的稳定性和均匀性，而简单的旋转阴极，由于技术不成熟，经常出现漏水、漏气和阴极短路的现象，严重影响镀膜的质量和设备的使用寿命。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种溅射阴极可以旋转，密封性能好，镀膜均匀性好，使用寿命长的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极。
本发明采用的技术方案是：包括绝缘座、传动轴、驱动齿轮、从动齿轮、阴极安装座、阴极端盖、圆管状靶材、真空基体、安装座、第二阴极端盖、进水管、引水管及水接头；所述绝缘座固装在真空基体上，相互平行设置的阴极安装座和安装座固装在绝缘座上，阴极安装座和安装座上分别设有阴极端盖和第二阴极端盖，阴极端盖和第二阴极端盖可相对于阴极安装座和安装座旋转，阴极端盖和第二阴极端盖分别与靶材的两端密封连接；绝缘座上靠近阴极安装座设有传动轴，传动轴的上端固装有驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮固装在阴极端盖上，驱动齿轮和从动齿轮均为锥齿轮；靶材的内部设有不旋转的中心管，中心管的顶部设有磁芯元件，中心管通过引水管与水接头连接，中心管的内孔通过进水管与水接头的进水孔连通；靶材、阴极端盖、第二阴极端盖、引水管和水接头组成一密闭的腔体。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，所述阴极端盖通过滚动轴承安装在阴极安装座上，第二阴极端盖通过滚动轴承安装在安装座上。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，所述的磁芯元件包括磁罩、磁钢、均磁板和磁轭，磁轭固装在中心管的顶部，磁罩、磁钢与均磁板安装在磁轭的上表面，磁钢与均磁板位于磁罩内。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，所述的中心管两端通过滚动轴承安装在靶材内部。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，绝缘座采用的材料为聚甲醛。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，所述水接头与真空基体之间采用波纹管连接。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，所述水接头与引水管之间及引水管与第二阴极端盖之间至少采用三层骨架轴封。
上述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极中，阴极端盖与靶材之间及靶材和第二阴极端盖之间采用密封螺纹密封连接。
本发明的有益效果是：本发明通过采用可旋转得圆管状靶材，靶材被轰击时不会出现凹坑，并且避免了溅射氧化层的形成，提高了靶材的利用率和镀膜的均匀性；本发明两零部件的结合处采用静密封或动密封结构密封，密封效果好，有效地防止了漏水、漏气和阴极短路现象的发生，减少了维修成本，使得本发明使用寿命增长。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图3是图1中B处的放大图。
图4是图1中C-C剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1~3所示，本发明包括绝缘座7、传动轴14、驱动齿轮13、从动齿轮12、阴极安装座11、阴极端盖10、圆管状靶材9、真空基体8、安装座4、第二阴极端盖5、进水管6、引水管3及水接头1；所述绝缘座7采用聚甲醛材料，固装在真空基体8上，相互平行设置的阴极安装座11和安装座4固装在绝缘座7上，阴极安装座11和安装座4上通过滚动轴承101分别安装有阴极端盖10和第二阴极端盖5，使得阴极端盖10和第二阴极端盖5可相对于阴极安装座11和安装座4旋转，阴极端盖10和第二阴极端盖5分别与靶材9的两端通过密封螺纹密封连接；绝缘座7上靠近阴极安装座11设有传动轴14，传动轴14的上端固装有驱动齿轮13，驱动齿轮13与从动齿轮12啮合，驱动齿轮13和从动齿轮12均为锥齿轮；从动齿轮12固装在阴极端盖10上；靶材9的内部设有不旋转的中心管15，中心管15的顶部设有磁芯元件16，中心管15与引水管3连接，引水管3穿过第二阴极端盖5的中心孔与水接头1连接，中心管15的内孔通过进水管6与水接头1的进水孔N连通；中心管15通过中心管两端的滚动轴承101支承在靶材9内，其两端的滚动轴承101分别安装在阴极端盖10和第二阴极端盖5内；靶材9、阴极端盖10、第二阴极端盖5、引水管3和水接头1组成一密闭的腔体。所述水接头1与引水管3之间及第二阴极端盖5的内孔与引水管3之间至少采用三层骨架轴封31，以确保水密封和真空密封。
所述水接头1与真空基体8之间采用波纹管2连接，方便从真空外部将冷从水接头1引入；同时在波纹管与真空基体8之间采用聚甲醛绝缘基座7连接绝缘，以确保旋转阴极与真空基体8的电绝缘。
如图4所示，所述的磁芯元件16包括磁罩162、磁钢163、均磁板164和磁轭161，磁轭161安装在中心管15的顶部，磁罩162、磁钢163与均磁板164安装在磁轭161的上表面，磁钢163与均磁板164位于磁罩162内。
使用时，由电机产生动力通过传动轴14将动力传送到驱动齿轮13，并通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮12，带动与从动齿轮12连接的阴极端盖10旋转，从而使得阴极靶材9旋转。同时冷却水由水接头1的进水口N引入，通过进水管6将冷却水引入中心管15的内孔，再从引水管3将冷却水引出，实现对旋转阴极进行冷却。
Claims (8)
1.一种真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：包括绝缘座、传动轴、驱动齿轮、从动齿轮、阴极安装座、阴极端盖、圆管状靶材、真空基体、安装座、第二阴极端盖、进水管、引水管及水接头；所述绝缘座固装在真空基体上，相互平行设置的阴极安装座和安装座固装在绝缘座上，阴极安装座和安装座上分别设有阴极端盖和第二阴极端盖，阴极端盖和第二阴极端盖可相对于阴极安装座和安装座旋转，阴极端盖和第二阴极端盖分别与靶材的两端密封连接；绝缘座上靠近阴极安装座设有传动轴，传动轴的上端固装有驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮固装在阴极端盖上，驱动齿轮和从动齿轮均为锥齿轮；靶材的内部设有不旋转的中心管，中心管的顶部设有磁芯元件，中心管通过引水管与水接头连接，中心管的内孔通过进水管与水接头的进水孔连通；靶材、阴极端盖、第二阴极端盖、引水管和水接头组成一密闭的腔体。
2.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：所述阴极端盖通过真空无油滚动轴承安装在阴极安装座上，第二阴极端盖通过真空无油滚动轴承安装在安装座上。
3.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：所述的磁芯元件包括磁罩、磁钢、均磁板和磁轭，磁轭固装在中心管的顶部，磁罩、磁钢与均磁板安装在磁轭上表面，磁钢与均磁板位于磁罩内，通过磁罩隔离与水不接触；所述的磁罩为非导磁材料。
4.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：所述的中心管两端通过滚动轴承支承在靶材内部。
5.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：绝缘座采用的材料为聚甲醛。
6.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：所述水接头与真空基体之间采用波纹管连接。
7.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：所述水接头与引水管之间及引水管与第二阴极端盖之间至少采用三层骨架轴封。
8.如权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜用的旋转阴极，其特征是：阴极端盖与靶材之间及靶材和第二阴极端盖之间采用密封螺纹密封连接。
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