CN109735821A - 一种高场强高靶材利用率的阴极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁控溅射阴极，公开了一种高场强高靶材利用率的阴极，其核心是由磁钢组和磁轭组成的磁路模块，磁钢组通过磁力与磁轭连接，磁路模块包括一个磁轭，磁钢组由五道不等距且平行放置的磁钢组成，磁钢的磁极交错设置。本发明提供的磁路结构使得阴极表面拥有更多的与靶材平行的磁场分量，能够对靶面进行更大面积的刻蚀，从而提升了靶材的利用率，有效节省了材料；单个靶材使用时间的延长，可以避免频繁更换靶材，降低开真空室的次数，保证生产的连续性，提高工作效率，也可以改善产品的洁净度。另外，该阴极通过五道磁钢的配合，在提供更多平行磁场分量的同时保证了靶材表面的磁场强度，可以对导磁性材料或者较厚的靶材进行有效溅射，拓宽了产品的应用领域，也对溅射效率进行了有效提高。
Description
技术领域
本发明涉及磁控溅射阴极，具体涉及一种高场强高靶材利用率的阴极。
背景技术
镀膜是在表面镀上非常薄的薄膜，其具有耐磨、润滑、导电、光学、装饰等功能。随着人们对产品的追求越来越高，越来越多的物品的表面都会镀膜。镀膜最普遍的做法就是通过镀膜机镀膜，而使用较多的就是溅射类镀膜，可以简单的理解为利用离子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，最终沉积在基片表面，最后形成薄膜。
如图3所示，目前镀膜行业中使用溅射类镀膜的通常是三道磁钢的磁控溅射阴极，受限于其工作原理，靶材利用率非常低，大概在20%，如图4所示，这样就导致大量的材料浪费；同时，靶材利用率低还会导致设备需要频繁的更换靶材，大大影响生产效率。
如果采用现有其他技术提升靶材利用率，比如七道磁钢，确实可以较好的提升利用率，但是因为靶材表面磁场比较低，所以对于一些厚的靶材，或者带有导磁性的靶材，则阴极无法正常工作。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高场强高靶材利用率的阴极，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高场强高靶材利用率的阴极，核心部件为磁钢组和磁轭组成的磁路模块，磁钢组通过磁力与磁轭连接，磁路模块包括一个磁轭，磁钢组包括五道不等距且平行设置的磁钢，磁钢的磁极交错设置。
作为优选，还包括安装法兰，安装法兰的顶部外侧设有阳极，阴极位于两个阳极间，磁路模块的内侧设有靶材，靶材位于磁铁的上侧。
作为优选，靶材的底部设有冷却水道，安装法兰的底部设有进水管与出水管，进水管与出水管冷却水道连通。
作为优选，靶材与冷却水道间设有隔水板。
作为优选，安装法兰上设有绝缘板，阴极固定于绝缘板上。
作为优选，安装法兰上沿其长度方向设有法兰水管。
作为优选，第二磁钢的体积小于第一磁钢，两侧的侧第二磁钢位于相应第一磁钢顶部外侧，中部的第二磁钢位于相应第一磁钢顶部中心。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的磁路结构使得阴极表面拥有更多的与靶材平行的磁场分量，能够对靶面进行更大面积的刻蚀，从而提升了靶材的利用率，有效节省了材料；单个靶材使用时间的延长，可以避免频繁更换靶材，降低开真空室的次数，保证生产的连续性，提高工作效率，也可以改善产品的洁净度。另外，该阴极通过五道磁钢的配合，在提供更多平行磁场分量的同时保证了靶材表面的磁场强度，可以对导磁性材料或者较厚的靶材进行有效溅射，拓宽了产品的应用领域，也对溅射效率进行了有效提高。
附图说明
图1为阴极的结构示意图。
图2为本申请中靶材消耗的结构示意图。
图3为现有技术中阴极的结构示意图。
图4为现有技术中靶材消耗的结构示意图。
图5为本发明的结构示意图。
附图中标号对应的部件名如下：1—磁轭、2—磁钢组、21—磁钢、3—安装法兰、4—阳极、5—磁路模块、6—靶材、7—隔水板、8—冷却水道、9—法兰水管、10—进水管、11—出水管。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种高场强高靶材利用率的阴极，如图1和图2所示，核心部件为磁钢组2和磁轭1组成的磁路模块5，磁钢组2通过磁力与磁轭1连接，磁路模块5包括一个磁轭1，磁钢组2包括五道不等距且平行设置的磁钢21，磁钢21的磁极交错设置，即五道磁钢21顶部的磁极依次为N、S、N、S、N。
还包括安装法兰3，安装法兰3的顶部外侧设有阳极4，磁路模块5位于两个阳极4间，磁路模块5的内侧设有靶材6，靶材6位于磁铁的上侧。安装法兰3上设有绝缘板，磁路模块5固定于绝缘板上。安装法兰3上沿其长度方向设有法兰水管9。
靶材6的底部设有冷却水道8，安装法兰3的底部设有进水管10与出水管11，进水管10与出水管11冷却水道8连通。靶材6与冷却水道8间设有隔水板7。
本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高场强高靶材利用率的阴极，包括磁钢组（2）和磁轭（1），磁钢组（2）通过磁力与磁轭（1）连接，其特征在于：磁路模块（5）包括一个磁轭（1），磁钢组（2）包括五道不等距且平行设置的磁钢（21），磁钢（21）的磁极交错设置。
2.根据权利要求1所述的一种高场强高靶材利用率的阴极，其特征在于：还包括安装法兰（3），安装法兰（3）的顶部外侧设有阳极（4），磁路模块（5）位于两个阳极（4）间，磁路模块（5）的内侧用于安装靶材（6），靶材（6）安装于磁铁的上侧。
3.根据权利要求2所述的一种高场强高靶材利用率的阴极，上其特征在于：还包括冷却水道（8），安装法兰（3）的底部设有进水管（10）与出水管（11），进水管（10）与出水管（11）冷却水道（8）连通。
4.根据权利要求3所述的一种高场强高靶材利用率的阴极，其特征在于：靶材（6）与冷却水道（8）间设有隔水板（7）。
5.根据权利要求2所述的一种高场强高靶材利用率的阴极，其特征在于：安装法兰（3）上设有绝缘板，磁路模块（5）固定于绝缘板上。
6.根据权利要求2所述的一种高场强高靶材利用率的阴极，其特征在于：安装法兰（3）上沿其长度方向设有法兰水管（9）。
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