CN103824747A - 用于电弧源的点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电弧源的点火装置，即用于在真空覆层设备中点火电弧蒸发器的大电流放电的点火装置。利用机械地接通和断开在阴极与阳极之间的接触。该接触利用在强制轨迹上活动的点火销建立。由于强制轨迹可以使点火销利用简单的机械驱动装置移动到免受覆层的驻停位置并且还用于点火第二靶。

Description

用于电弧源的点火装置

本申请是申请日为2009年10月8日、题为“用于电弧源的点火装置”的中国专利申请CN200980145139.2的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在真空覆层设备中点火电弧蒸发器的大电流放电的点火装置。上述的电弧蒸发器、也称为电弧源或火花源用于以高真空处理工件、尤其用于等离子腐蚀和/或覆层。

背景技术

电弧蒸发源的点火装置可以基本分成3组：

a）机械地接通和断开阴极与阳极之间的触点，其中电流通过串联电阻限制在一般约5A。在图1中示出这种机构。在此通过行程运动使触发销7的销顶部接触阴极5并由此接通电流回路。在图1中以点线示出电流回路。发电机3以一般60-120V的空载电压位于空载运行。通过触发销7的电流通过电阻9限制在约5A的数量级。通过利用例如另一行程运动（其中销顶部离开阴极）断开电流回路在阴极表面上产生火花。这是初始等离子，它通过外部的动力发电机3继续运行。相应的电流回路虚线表示。

b）通过电飞弧点火电弧源放电，

这一点例如利用按照图2的装置实现。在此利用脉冲发生器13的高压脉冲产生的电飞弧在靶5上产生初始火花。通过脉冲发生器运行的电流回路以点线表示。初始火花通过电弧源-电源3继续运行。相应的电流回路以虚线表示。电弧源-电源的输出级通常必需通过电路11免受高压脉冲。

c）通过导电桥点火，

这一点例如利用按照图3的装置实现。在电弧源运行期间使位于阳极与阴极5之间的绝缘体17覆层。在导电层覆层的情况下产生从阴极到阳极的电阻桥。通过叠加电弧-电源的高压脉冲（直到约500v）通过这个电阻导引从阴极到阳极的电流，它使导电层19局部熔化。由此点火电弧-放电。这个导电层在源运行中总是更新。在初始源中大多通过刷银层使过程初始化。但是这种方法在蒸发绝缘层时不起作用。

至此所述的方法仅仅在阴极或靶上点火火花。在现有技术中已知一个装置，它在触发销中附加地对于行程运动还规定一个旋转运动。利用旋转运动可以使触发销从第一靶偏转到至少另一个靶。

在US 6998034中公开了一个这样的装置。在这里公开了一个可旋转且可移动的触发销，用于点火一个或多个电弧源。在那里公开的结构中通过旋转和行程运动从靶1变换到靶N（在示例中直到四个靶）。但是缺陷是，为此必需费事的驱动方案。

因此值得期待的是，提供一个以机械的断开和接通触点为基础的可以用于多个靶的点火装置，无需费事的驱动方案。

发明内容

因此本发明的目的是，给出一个点火装置，它可以设置在机械的断开和接通触点的组件里面，该组件为多个靶设计和/或使用于点火的触点部件在覆层过程期间免受覆层。为此这样活动地设有触发销，使销顶部的运动基本上只能在强制轨迹上实现，其中每个要被点火的靶的强制轨迹在至少一个点上相切和/或相交。在这种情况下所述销顶部是用于点火的触点部件。按照本发明使这个销顶部在点火后沿着强制轨迹离开靶的自由空间移动到驻停位置，由此使它在覆层过程期间基本不被覆层。因为不覆层销顶部，因此可以实现更长的使用寿命。此外显著提高点火可靠性。这尤其适用于镀覆绝缘层和绝缘氧化层的过程。

在第一实施例中所述触发销装配在旋转轴上，该旋转轴设置在靶之间，由此在旋转轴旋转时使销顶部沿着圆扇形运动，其中圆扇形的平面与设置两个靶的平面相交。

在第二实施例中所述触发销直线地沿着曲线板导引。该曲线板起到使销顶部下降到各靶上的作用，以及从靶上抬起销顶部的作用。

本发明的第三实施例是第一实施例和第二实施例的组合。即，触发销仍然装配在旋转轴上。但是它相当于这个旋转轴以这种方式活动地装配，使它可以围绕垂直于旋转轴的轴线并且垂直于触发销的轴线旋转。但是这个旋转仍然通过曲线板限制。如果旋转轴旋转，则销顶部对应于给定的旋转并对应于由曲线板的给定曲线运动。

附图说明

下面借助于附图并借助于不同的实施例示例地解释本发明。附图中。

具体实施方式

图4示出本发明的第一实施例，具有真空室21部分，在其上两个靶23,25基本位于第一平面里面。此外一个点火装置27具有触发销29和销顶部31。此外该点火装置包括轴33，在其上固定地设置触发销29。按照本发明所述轴33的轴线与第一平面的法线形成不等于零的角度，由此使圆弧位于一个与通过靶定义的平面在靶部位相交的平面里面，在该圆弧上所述销顶部31在轴33旋转时运动。由此可以使触发销29的销顶部31通过唯一的旋转运动从一个靶表面23可逆地运动到另一靶表面25。

通过倾斜调整的轴33也可以使触发销仅仅通过旋转运动在靶表面上建立接触。在所示的实施例中所述点火装置在其功能上是对称的，并因此可以用于两个并排设置的电弧源（靶）。特别有利的是，所述触发销29还可以在完成点火后旋转到圆弧的弧顶，旋转到靶部位以外的驻停位置。由此在电弧源覆层运行期间只略微污染触发销，这能够无需清洁地实现长的使用寿命。这个实施例的另一优点是，自动地通过销顶部的偏转达到触发点，即，这个点，在该点上销顶部31接触靶23,25的表面。在靶表面变化时、尤其在由于覆层工艺靶腐蚀时无需调整距离或行程运动。

图5示出本发明的第二实施例。在此一个触发销501活动地这样装配在导轨503上，使它可以沿着导轨运动。此外触发销可以围绕导轨503旋转，因为曲线板505不能使触发销在强制轨迹上运动，如果触发销沿着导轨503移动的时候。在图5中示出三个靶507,509,511。这样构成曲线板505，在触发销501沿着导轨503移动时销顶部的轨迹分别接触靶表面。专业人员明白，这个实施例能够扩展到任意数量的靶。也有利的是，所述触发销501在完成点火后可以移动到靶部位以外的驻停位置。

图6示出本发明的另一实施例，它以一定的方式实现第一和第二实施例的组合。在第二实施例中提到的曲线板在此变形成圆柱形的密封圈601。所述触发销603可以围绕平行于圆柱体轴线的轴线并且基本在圆柱体中心点中旋转。所述触发销通过密封圈的曲线在强制轨迹上导引。

已经借助于具有多个靶的示例描述了本发明。但是要注意，如果涉及到通过点火销仅仅可以点火一个靶的时候，也可以有利地使点火销移动到免受覆层的驻停位置。

附图标记清单

1 真空室

3 发电机

5 阴极或靶

7 触发销

9电阻

11 保护电路

13 脉冲发生器

15 电阻桥

17 绝缘体

19 导电层

21 真空室部分

23 靶

25 靶

27 点火装置

29 触发销

31 销顶部

33 轴

501 触发销

503 轨道

505 曲线板

507 靶

509 靶

511 靶

601 密封圈

603 触发销。

Claims (9)

1.电弧源，具有第一靶（23）和第二靶（25），其中，第一和第二靶基本位于第一平面里面，并且在第一靶和第二靶上设有用于点火火花的点火装置（27），其中，该点火装置包括这样的活动装配的触发销（29、501、603），即设置了用于使触发销的销顶部（31）向第一靶的顶面和第二靶的顶面运动的机构，其中，所述用于执行运动的机构包括选自由直线驱动装置或旋转驱动装置构成的组的驱动装置，其特征在于，该驱动装置这样与导向机构共同作用，使所述销顶部在驱动情况下在强制轨迹上运动，该强制轨迹相切和/或相交两个靶。

2.如权利要求1所述的电弧源，其特征在于，所述用于执行运动的机构包括轴（33），所述轴的轴线相对于第一平面的法线倾斜并且所述触发销（29）刚性地设置在轴上并且所述驱动装置是旋转驱动装置，所述旋转驱动装置使轴旋转并且所述强制轨迹由分别终结在第一和第二靶上的圆弧组成。

3.如权利要求1所述的电弧源，其特征在于，所述用于执行运动的机构包括轴（33）并且所述触发销（603）这样活动地设置在轴上，使销顶部（31）的通过销顶部在所述轴上的垂直投影定义的高度是变化的，并且所述导向机构由径向与轴间隔的曲线板（602）构成，其中所述驱动装置是旋转驱动装置。

4.如权利要求1所述的电弧源，其特征在于，所述用于执行运动的机构包括导轨（503），在所述导轨上可直线移动地装配触发销（501），并且所述导向机构由曲线板（505）构成。

5.如权利要求4所述的电弧源，其特征在于，所述驱动装置是直线驱动装置。

6.如权利要求4所述的电弧源，其特征在于，所述驱动装置是旋转驱动装置，通过所述旋转驱动装置能够使导轨旋转。

7.用于在真空中处理工件的装置，具有如上述权利要求中任一项所述的电弧源。

8.如权利要求7所述的装置，所述装置是覆层设备。

9.如权利要求8所述的装置，所述装置是等离子腐蚀设备。

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