CN112663009A - 一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法；其特征在于：包括离子源、镀膜室、溅射打底的弧靶、溅射镀膜的柱靶、产生电弧的柱弧、抽取所述镀膜室真空的泵体、向所述镀膜室内充入反应气体的充气装置和挂置工件的挂杆；所述柱弧设置在所述镀膜室内中间位置；所述弧靶围绕所述镀膜室内所述柱弧的一侧设置；所述柱靶和所述离子源围绕所述镀膜室内所述柱弧的另一侧设置；所述镀膜室分别连通所述泵体和所述充气装置；所述挂杆旋转设置在所述镀膜室内。解决了现有方案造成的沉积的膜层附着力较差，影响镀膜质量等问题。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜装置，具体涉及一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法。
背景技术
一般的，磁控溅射镀膜是目前常采用的一种镀膜方法。磁控溅射需要在一定的高温和一定的真空度下进行。磁控溅射时物理气相沉积的一种。真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术，在现实生产生活中有着广泛的应用。磁控溅射的工作原理是指电子在电场的作用下，在飞向产品的过程中与氩原子发生碰撞，使其电离子产生氩正离子和新的电子。新电子飞向产品，氩离子在电场的作用下飞向靶材并以高能量轰击靶材表面使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在产品上形成薄膜。传统方案在对产品进行溅射镀膜时，产品的膜层附着力较差的情况如何解决这个问题变得至关重要。
现有的方案，采用反应区域内抽真空并充入氩气，采用转盘带动样品架转动。反应区域内靠近样品架的位置设置溅射靶。这样的方案存在以下问题：(1)沉积的膜层附着力较差，影响镀膜质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法，以解决现有技术中沉积的膜层附着力较差，影响镀膜质量等问题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种磁控溅射镀膜的装置；
包括离子源、镀膜室、溅射打底的弧靶、溅射镀膜的柱靶、产生电弧的柱弧、抽取所述镀膜室真空的泵体、向所述镀膜室内充入反应气体的充气装置和挂置工件的挂杆；所述柱弧设置在所述镀膜室内中间位置；所述弧靶围绕所述镀膜室内所述柱弧的一侧设置；所述柱靶和所述离子源围绕所述镀膜室内所述柱弧的另一侧设置；所述镀膜室分别连通所述泵体和所述充气装置；所述挂杆旋转设置在所述镀膜室内。
进一步的技术方案为：还包括驱动所述挂杆旋转的旋转装置；所述旋转装置包括设置在所述挂杆两端的副轮、旋转设置在所述镀膜室内的旋转杆、设置在所述旋转杆两端的主轮和驱动所述旋转杆旋转的第一动力装置；所述旋转杆连接所述第一动力装置的驱动端；所述副轮与所述主轮相啮合。
进一步的技术方案为：所述镀膜室内设置有驱动所述弧靶、所述柱靶和所述离子源沿所述镀膜室内旋转的驱动装置；所述驱动装置包括旋转设置在所述镀膜室内的驱动架、围绕所述镀膜室内设置的第一导轨、支撑所述驱动架的第一滑块、驱动所述驱动架旋转的第二动力装置、沿所述驱动架滚动的滚轮和支撑所述滚轮的轮架；所述驱动架连接所述第二动力装置的驱动端；所述第一滑块滑动设置在所述第一导轨上；所述轮架围绕所述镀膜室内并列设置；所述滚轮旋转设置在所述轮架上。
进一步的技术方案为：围绕所述镀膜室内设置有第二滑块和沿所述第二滑块内滑动的第二导轨；所述第二导轨围绕所述驱动架设置。
进一步的技术方案为：所述充气装置包括喷射气体的旋转喷头、流动所述气体的管道、检测所述管道内气体流量的流量计和开合所述管道的电动阀；所述管道的一端连通气体源；所述管道的另一端连通所述旋转喷头；所述旋转喷头旋转设置在所述镀膜室内。
进一步的技术方案为：所述充气装置内设置有加热所述气体的加热装置；所述加热装置包括加热杆和围绕所述加热杆设置的加热片；所述加热片呈螺旋状围绕所述加热杆设置；所述加热装置置于所述管道内。
一种磁控溅射镀膜的装置的工作方法，当磁控溅射镀膜的装置工作时，磁控溅射镀膜的装置的工作方法包括以下步骤：
预备步骤；该步骤具体包括：
(一)抽真空；通过泵体抽取所述镀膜室内空气；所述镀膜室内真空度：4*10-2～5*10-2Pa；
(二)充气体；对气体进行加热；加热温度：80～85℃；将加热后气体充入所述镀膜室内；
柱弧轰击步骤；通过引弧针引燃柱弧；所述柱弧产生电弧并发射金属蒸气；所述金属蒸气电离后与气体结合在工件表面形成薄膜；
第一次轰击打底步骤；弧靶产生电场；离子源产生离子经过所述电场加速形成离子束；所述离子束与所述气体反应后轰击所述弧靶，产生弧靶原子；
第二次轰击打底步骤；柱靶产生电场；所述离子源产生离子经过所述电场加速形成离子束；所述离子束与所述气体反应后轰击所述柱靶，产生柱靶原子；
沉积镀膜步骤；所述弧靶原子和所述柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。
进一步的技术方案为：所述预备步骤前包括：
离子源清洗步骤；该步骤具体包括：
(一)第一次清洗；采用铝粉与水混合，形成铝液；擦块浸入所述铝液后擦拭所述离子源；
(二)第二次清洗；将所述离子源浸入蒸馏水中，采用超声波清洗；清洗时间：15～20min；将所述离子源烘干；
(三)第三次清洗；将所述离子源浸入丙酮溶液中，采用超声波清洗；清洗时间：20～25min；将所述离子源烘干。
进一步的技术方案为：所述离子源清洗步骤前包括：
微弧氧化步骤；该步骤具体包括：
(一)去油清洗；所述工件嵌入清洗液中；对所述清洗液进行搅拌；清洗温度：45～50℃；清洗时间5～10min；
(二)第一次水清洗；所述工件嵌入蒸馏水中；采用超声波清洗；清洗温度：55～65℃；清洗时间10～15min；冷却至室温；
(三)微弧氧化；将工件浸入微弧氧化电解液中，通过脉冲电源进行处理；
(四)第二次水清洗；所述工件嵌入蒸馏水中；采用超声波清洗；清洗温度：55～65℃；清洗时间20～25min；烘干后冷却至室温。
进一步的技术方案为：所述微弧氧化步骤中所述微弧氧化电解液中各化学元素的成分组成为：硅酸钾：11～17g/L，过氧化钠：6～9g/L，氟化钠：1～2g/L，乙酸钠：4～6g/L，正钒酸钠：4～8g/L，草酸钛钾：12～17g/L，六次甲基四胺：5～10g/L，柠檬酸盐：10～15g/L，四硼酸钠：15～30g/L,和植酸钠：4～6g/L。
本发明的有益效果如下：本发明设计了一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法采用弧靶产生电场，离子源产生离子经过电场加速形成离子束，离子束与气体反应后轰击弧靶，产生弧靶原子。采用柱靶产生电场，离子源产生离子经过电场加速形成离子束，离子束与气体反应后轰击柱靶，产生柱靶原子。采用弧靶原子和柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。磁控溅射镀膜的装置及其工作方法带来了如下效果：(1)磁控溅射镀膜的装置工作时，通过旋转装置实现工件的旋转，使得工件表面可以充分镀膜，提高了镀膜的均匀性；(2)通过滚轮可以限制住驱动架的下端，避免驱动架下端出现松动，将滚轮旋转设置在轮架上，避免滚轮与驱动架发生磨损；(3)将加热装置设置在管道直接对气体进行加热缩短了气体加热的时间，通过加热片增加了加热杆的加热面积提高了加热效率，通过将加热片呈螺旋状设置使得可以对气体均匀加热；(4)由于柱弧产生的电弧能量较大，从而增加了粒子撞击的速度，使得薄膜的附着性能较好；(5)氩离子在电场作用下分别撞向弧靶的表面和柱靶的表面，弧靶原子和柱靶原子溅出后沉积在工件表面，使得磁控溅射镀膜后工件表面薄膜厚度均匀，提高了镀膜质量；(6)柱弧较大的能量可以增加底层的结合力，通过轰击打底步骤是在保证底层结合力的前提下，平整底层结合力的均匀性；(7)通过离子源产生的离子束可以活化和清洁基体表面，可以提高金属腐化率，从而增加薄膜附着力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视结构图。
图3为本发明的加工流程图。
图中：1、镀膜室；11、旋转装置；12、副轮；13、旋转杆；14、主轮；15、第一动力装置；2、弧靶；3、柱靶；4、离子源；5、柱弧；6、泵体；7、充气装置；71、旋转喷头；72、管道；73、流量计；74、电动阀；8、挂杆；81、驱动装置；82、驱动架；83、第一导轨；84、第一滑块；85、第二动力装置；86、滚轮；87、轮架；88、第二滑块；89、第二导轨；9、加热装置；91、加热杆；92、加热片。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的俯视结构图。图3为本发明的加工流程图。结合图1、图2和图3所示，本发明公开了一种磁控溅射镀膜的装置及其工作方法。图中X的方向为本发明结构示意图的上端，图中Y的方向为本发明结构示意图的右端。磁控溅射镀膜的装置包括离子源4、镀膜室1、溅射打底的弧靶2、溅射镀膜的柱靶3、产生电弧的柱弧5、抽取镀膜室1真空的泵体6、向镀膜室1内充入反应气体的充气装置7和挂置工件的挂杆8。柱弧5设置在镀膜室1内中间位置。弧靶2围绕镀膜室1内柱弧5的一侧设置。柱靶3和离子源4围绕镀膜室1内柱弧5的另一侧设置。镀膜室1分别连通泵体6和充气装置7。挂杆8旋转设置在镀膜室1内。
镀膜室1为上下方向设置。弧靶2上下方向设置在镀膜室1内的后端。柱靶3上下方向设置在镀膜室1内前端的右侧。离子源4设置在镀膜室1内前端的左侧。柱弧5上下方向设置在镀膜室1内的中间位置。挂杆8围绕柱弧5旋转设置在镀膜室1内。
磁控溅射镀膜的装置还包括驱动挂杆8旋转的旋转装置11。旋转装置11包括设置在挂杆8两端的副轮12、旋转设置在镀膜室1内的旋转杆13、设置在旋转杆13两端的主轮14和驱动旋转杆13旋转的第一动力装置15。旋转杆13连接第一动力装置15的驱动端。副轮12与主轮14相啮合。
优选的，第一动力装置15为电机。副轮12分别设置在挂杆8的上下两端。旋转杆13上下方向旋转设置在镀膜室1内的中间位置。第一动力装置15上下方向设置在镀膜室1的上端。第一动力装置15的下端为第一动力装置15的驱动端。第一动力装置15的下端连接旋转杆13的上端。
通过第一动力装置15驱动旋转杆13和主轮14旋转，主轮14带动副轮12和挂杆8旋转。通过挂杆8的旋转带动工件旋转。
磁控溅射镀膜的装置工作时，通过旋转装置11实现工件的旋转，使得工件表面可以充分镀膜，提高了镀膜的均匀性。
第一动力装置15为电机，电机型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为YZR355L2-10的电机。
镀膜室1内设置有驱动弧靶2、柱靶3和离子源4沿镀膜室1内旋转的驱动装置81。驱动装置81包括旋转设置在镀膜室1内的驱动架82、围绕镀膜室1内设置的第一导轨83、支撑驱动架82的第一滑块84、驱动驱动架82旋转的第二动力装置85、沿驱动架82滚动的滚轮86和支撑滚轮86的轮架87。驱动架82连接第二动力装置85的驱动端。第一滑块84滑动设置在第一导轨83上。轮架87围绕镀膜室1内并列设置。滚轮86旋转设置在轮架87上。
优选的，第二动力装置85为电机。弧靶2、柱靶3和离子源4沿驱动架82内设置。第一导轨83围绕镀膜室1内下端设置。第一滑块84并列滑动设置在第一导轨83上。第一滑块84的下端滑动连接在第一导轨83的上端。第一滑块84的上端连接驱动架82的下端。第二动力装置85为上下方向设置。第二动力装置85的上端为第二动力装置85的驱动端。第二动力装置85的上端连接驱动架82的下端。
轮架87围绕镀膜室1内表面的下端并列设置。轮架87的一端连接镀膜室1。滚轮86旋转设置在轮架87的另一端。滚轮86沿驱动架82的下端滚动。
通过滚轮86可以限制住驱动架82的下端，避免驱动架82下端出现松动。将滚轮86旋转设置在轮架87上，避免滚轮86与驱动架82发生磨损。
第二动力装置85为电机，电机型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为YZR355L2-10的电机。
围绕镀膜室1内设置有第二滑块88和沿第二滑块88内滑动的第二导轨89。第二导轨89围绕驱动架82设置。
第二导轨89围绕驱动架82的上端设置。第二滑块88围绕镀膜室1内表面的上端并列设置。第二滑块88的一端连接镀膜室1。第二滑块88的另一端滑动连接第二导轨89。
通过第二滑块88可以限制住驱动架82的上端，避免驱动架82上端出现松动。通过第二滑块88滑动连接第二导轨89，使得驱动架82可以平稳的旋转。
充气装置7包括喷射气体的旋转喷头71、流动气体的管道72、检测管道72内气体流量的流量计73和开合管道72的电动阀74。管道72的一端连通气体源。管道72的另一端连通旋转喷头71。旋转喷头71旋转设置在镀膜室1内。
优选的，气体为氩气。电动阀74将管道72打开，气体从管道72的一端进入管道72内。气体从管道72的另一端进入旋转喷头71，气体从旋转喷头71排出。
通过将旋转喷头71旋转设置，使得气体可以均匀分布在镀膜室1内。通过流量计73检测管道72内气体的流量。
流量计73型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为LWGY-M2的流量计。
电动阀74型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为Q941F-16P的电动阀。
充气装置7内设置有加热气体的加热装置9。加热装置9包括加热杆91和围绕加热杆91设置的加热片92。加热片92呈螺旋状围绕加热杆91设置。加热装置9置于管道72内。
加热装置9设置在管道72的内表面。加热杆91沿气体流动方向设置在管道72内。加热片92呈螺旋状围绕加热杆91的外表面设置。加热片92的一端连接加热杆91的外表面。加热片92的另一端连接管道72的内表面。
加热装置9工作时，加热杆91产生热量，热量传递到加热片92上。当气体通过管道72内时，加热装置9对气体进行加热。
将加热装置9设置在管道72直接对气体进行加热，缩短了气体加热的时间。通过加热片92增加了加热杆91的加热面积，提高了加热效率。通过将加热片92呈螺旋状设置，使得可以对气体均匀加热。
磁控溅射镀膜的装置的工作方法，当磁控溅射镀膜的装置工作时，磁控溅射镀膜的装置的工作方法包括以下步骤：
预备步骤。该步骤具体包括：
(一)抽真空。通过泵体6抽取镀膜室1内空气。镀膜室1内真空度：4*10-2～5*10- 2Pa。
(二)充气体。对气体进行加热。加热温度：80～85℃。将加热后气体充入镀膜室1内。
通过泵体6将镀膜室1内空气抽出，使得镀膜室1内为真空状态，方便镀膜的进行。
向镀膜室1内充入气体时，先对气体进行加热，可以缩短镀膜时间。磁控溅射镀膜过程中，温度不会超过70℃。将气体加热到80～85℃，加热后气体进入镀膜室1内会发生热量损耗，加热后气体的温度会下降到70℃以下。
由于氩气为惰性气体，通过氩气可以对镀膜室1内形成保护，保证磁控溅射镀膜的进行。
柱弧轰击步骤。通过引弧针引燃柱弧5。柱弧5产生电弧并发射金属蒸气。金属蒸气电离后与气体结合在工件表面形成薄膜。
金属蒸中的原子电离后形成正离子，正离子在镀膜室1内内运行时与氩气的离子结合，沉积在工件表面形成薄膜。
由于柱弧5产生的电弧能量较大，从而增加了粒子撞击的速度，使得薄膜的附着性能较好。
第一次轰击打底步骤。弧靶2产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击弧靶2，产生弧靶原子。
第二次轰击打底步骤。柱靶3产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击柱靶3，产生柱靶原子。
沉积镀膜步骤。弧靶原子和柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。
磁控溅射镀膜的装置工作时，氩气会产生氩离子，弧靶2周围产生电磁场，氩离子与离子束反应后轰击弧靶2，弧靶原子溅出后沉积在工件表面。磁控溅射镀膜的装置工作时，氩气会产生氩离子，柱靶3周围产生电磁场，氩离子与离子束反应后轰击柱靶3，柱靶原子溅出后沉积在工件表面。
在电场和磁场的交互作用下，电子分别在弧靶2和柱靶3表面附件呈螺旋状运行，使得电子撞击氩离子，氩离子在电场作用下分别撞向弧靶2的表面和柱靶3的表面，弧靶原子和柱靶原子溅出后沉积在工件表面。使得磁控溅射镀膜后工件表面薄膜厚度均匀，提高了镀膜质量。
柱弧5较大的能量可以增加底层的结合力，通过轰击打底步骤是在保证底层结合力的前提下，平整底层结合力的均匀性。
通过离子源4产生的离子束可以活化和清洁基体表面，可以提高金属腐化率，从而增加薄膜附着力。
预备步骤前包括：
离子源清洗步骤。该步骤具体包括：
(一)第一次清洗。采用铝粉与水混合，形成铝液。擦块浸入铝液后擦拭离子源4。
(二)第二次清洗。将离子源4浸入蒸馏水中，采用超声波清洗。清洗时间：15～20min。将离子源4烘干。
(三)第三次清洗。将离子源4浸入丙酮溶液中，采用超声波清洗。清洗时间：20～25min。将离子源4烘干。
离子源4易受到污染，所以需要对离子源4进行清洗。通过铝液可以将离子源4擦拭干净。通过超声波清洗可以将残留的铝液去除干净。通过丙酮溶液进行再次清洗可以将离子源4完全清洗干净。
离子源清洗步骤前包括：
微弧氧化步骤。该步骤具体包括：
(一)去油清洗。工件嵌入清洗液中。对清洗液进行搅拌。清洗温度：45～50℃。清洗时间5～10min。
(二)第一次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：55～65℃。清洗时间10～15min。冷却至室温。
(三)微弧氧化。将工件浸入微弧氧化电解液中，通过脉冲电源进行处理。
(四)第二次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：55～65℃。清洗时间20～25min。烘干后冷却至室温。
微弧氧化步骤中微弧氧化电解液中各化学元素的成分组成为：硅酸钾：11～17g/L，过氧化钠：6～9g/L，氟化钠：1～2g/L，乙酸钠：4～6g/L，正钒酸钠：4～8g/L，草酸钛钾：12～17g/L，六次甲基四胺：5～10g/L，柠檬酸盐：10～15g/L，四硼酸钠：15～30g/L，和植酸钠：4～6g/L。
通过对清洗液搅拌，使得清洗液流动，加快了工件的去油步骤。
通过第一次水清洗中超声波清洗可以去除清洗液。
通过微弧氧化使得在工件表面形成微弧氧化膜层。微弧氧化膜层与基体结合力高，硬度高且耐磨腐蚀性好。但微弧氧化后使得工件表面疏松，且孔隙较大。通过后续的磁控溅射镀膜工艺，可以消除微弧氧化后的缺点。通过对电解液成分的严格控制，可以提升工件微弧氧化的效果。
通过第二次水清洗中超声波清洗可以去除电解液。
微弧氧化步骤中通过一定的清洗温度可以缩短清洗时间。
以下用两个实施例来说明本发明的加工过程：
实施例1：
实施例1的加工过程包括：
微弧氧化步骤。该步骤具体包括：
(一)去油清洗。工件嵌入清洗液中。对清洗液进行搅拌。清洗温度：45℃。清洗时间10min。
(二)第一次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：55℃。清洗时间15min。冷却至室温。
(三)微弧氧化。将工件浸入微弧氧化电解液中，通过脉冲电源进行处理。
(四)第二次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：55℃。清洗时间25min。烘干后冷却至室温。
微弧氧化步骤中微弧氧化电解液中各化学元素的成分组成为：硅酸钾：11g/L，过氧化钠：6g/L，氟化钠：1g/L，乙酸钠：4g/L，正钒酸钠：4g/L，草酸钛钾：12g/L，六次甲基四胺：5g/L，柠檬酸盐：10g/L，四硼酸钠：15g/L，和植酸钠：4g/L。
离子源清洗步骤。该步骤具体包括：
(一)第一次清洗。采用铝粉与水混合，形成铝液。擦块浸入铝液后擦拭离子源4。
(二)第二次清洗。将离子源4浸入蒸馏水中，采用超声波清洗。清洗时间：15min。将离子源4烘干。
(三)第三次清洗。将离子源4浸入丙酮溶液中，采用超声波清洗。清洗时间：20min。将离子源4烘干。
预备步骤。该步骤具体包括：
(一)抽真空。通过泵体6抽取镀膜室1内空气。镀膜室1内真空度：5*10-2Pa。
(二)充气体。对气体进行加热。加热温度：85℃。将加热后气体充入镀膜室1内。
柱弧轰击步骤。通过引弧针引燃柱弧5。柱弧5产生电弧并发射金属蒸气。金属蒸气电离后与气体结合在工件表面形成薄膜。
第一次轰击打底步骤。弧靶2产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击弧靶2，产生弧靶原子。
第二次轰击打底步骤。柱靶3产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击柱靶3，产生柱靶原子。
沉积镀膜步骤。弧靶原子和柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。
实施例2：
实施例2的加工过程包括：
微弧氧化步骤。该步骤具体包括：
(一)去油清洗。工件嵌入清洗液中。对清洗液进行搅拌。清洗温度：50℃。清洗时间5min。
(二)第一次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：65℃。清洗时间10min。冷却至室温。
(三)微弧氧化。将工件浸入微弧氧化电解液中，通过脉冲电源进行处理。
(四)第二次水清洗。工件嵌入蒸馏水中。采用超声波清洗。清洗温度：65℃。清洗时间20min。烘干后冷却至室温。
微弧氧化步骤中微弧氧化电解液中各化学元素的成分组成为：硅酸钾：17g/L，过氧化钠：9g/L，氟化钠：2g/L，乙酸钠：6g/L，正钒酸钠：8g/L，草酸钛钾：17g/L，六次甲基四胺：10g/L，柠檬酸盐：15g/L，四硼酸钠：30g/L，和植酸钠：6g/L。
离子源清洗步骤。该步骤具体包括：
(一)第一次清洗。采用铝粉与水混合，形成铝液。擦块浸入铝液后擦拭离子源4。
(二)第二次清洗。将离子源4浸入蒸馏水中，采用超声波清洗。清洗时间：20min。将离子源4烘干。
(三)第三次清洗。将离子源4浸入丙酮溶液中，采用超声波清洗。清洗时间：25min。将离子源4烘干。
预备步骤。该步骤具体包括：
(一)抽真空。通过泵体6抽取镀膜室1内空气。镀膜室1内真空度：4*10-2Pa。
(二)充气体。对气体进行加热。加热温度：80℃。将加热后气体充入镀膜室1内。
柱弧轰击步骤。通过引弧针引燃柱弧5。柱弧5产生电弧并发射金属蒸气。金属蒸气电离后与气体结合在工件表面形成薄膜。
第一次轰击打底步骤。弧靶2产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击弧靶2，产生弧靶原子。
第二次轰击打底步骤。柱靶3产生电场。离子源4产生离子经过电场加速形成离子束。离子束与气体反应后轰击柱靶3，产生柱靶原子。
沉积镀膜步骤。弧靶原子和柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。
本实施例中，所描述的第一动力装置15为电机，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。
本实施例中，所描述的第二动力装置85为电机，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。
本实施例中，所描述的气体为氩气，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他气体。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：包括离子源(4)、镀膜室(1)、溅射打底的弧靶(2)、溅射镀膜的柱靶(3)、产生电弧的柱弧(5)、抽取所述镀膜室(1)真空的泵体(6)、向所述镀膜室(1)内充入反应气体的充气装置(7)和挂置工件的挂杆(8)；所述柱弧(5)设置在所述镀膜室(1)内中间位置；所述弧靶(2)围绕所述镀膜室(1)内所述柱弧(5)的一侧设置；所述柱靶(3)和所述离子源(4)围绕所述镀膜室(1)内所述柱弧(5)的另一侧设置；所述镀膜室(1)分别连通所述泵体(6)和所述充气装置(7)；所述挂杆(8)旋转设置在所述镀膜室(1)内。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：还包括驱动所述挂杆(8)旋转的旋转装置(11)；所述旋转装置(11)包括设置在所述挂杆(8)两端的副轮(12)、旋转设置在所述镀膜室(1)内的旋转杆(13)、设置在所述旋转杆(13)两端的主轮(14)和驱动所述旋转杆(13)旋转的第一动力装置(15)；所述旋转杆(13)连接所述第一动力装置(15)的驱动端；所述副轮(12)与所述主轮(14)相啮合。
3.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：所述镀膜室(1)内设置有驱动所述弧靶(2)、所述柱靶(3)和所述离子源(4)沿所述镀膜室(1)内旋转的驱动装置(81)；所述驱动装置(81)包括旋转设置在所述镀膜室(1)内的驱动架(82)、围绕所述镀膜室(1)内设置的第一导轨(83)、支撑所述驱动架(82)的第一滑块(84)、驱动所述驱动架(82)旋转的第二动力装置(85)、沿所述驱动架(82)滚动的滚轮(86)和支撑所述滚轮(86)的轮架(87)；所述驱动架(82)连接所述第二动力装置(85)的驱动端；所述第一滑块(84)滑动设置在所述第一导轨(83)上；所述轮架(87)围绕所述镀膜室(1)内并列设置；所述滚轮(86)旋转设置在所述轮架(87)上。
4.根据权利要求3所述的磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：围绕所述镀膜室(1)内设置有第二滑块(88)和沿所述第二滑块(88)内滑动的第二导轨(89)；所述第二导轨(89)围绕所述驱动架(82)设置。
5.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：所述充气装置(7)包括喷射气体的旋转喷头(71)、流动所述气体的管道(72)、检测所述管道(72)内气体流量的流量计(73)和开合所述管道(72)的电动阀(74)；所述管道(72)的一端连通气体源；所述管道(72)的另一端连通所述旋转喷头(71)；所述旋转喷头(71)旋转设置在所述镀膜室(1)内。
6.根据权利要求5所述的磁控溅射镀膜的装置，其特征在于：所述充气装置(7)内设置有加热所述气体的加热装置(9)；所述加热装置(9)包括加热杆(91)和围绕所述加热杆(91)设置的加热片(92)；所述加热片(92)呈螺旋状围绕所述加热杆(91)设置；所述加热装置(9)置于所述管道(72)内。
7.一种磁控溅射镀膜的装置的工作方法，其特征在于：当磁控溅射镀膜的装置工作时，磁控溅射镀膜的装置的工作方法包括以下步骤：
预备步骤；该步骤具体包括：
(一)抽真空；通过泵体(6)抽取所述镀膜室(1)内空气；所述镀膜室(1)内真空度：4*10-2～5*10-2Pa；
(二)充气体；对气体进行加热；加热温度：80～85℃；将加热后气体充入所述镀膜室(1)内；
柱弧轰击步骤；通过引弧针引燃柱弧(5)；所述柱弧(5)产生电弧并发射金属蒸气；所述金属蒸气电离后与气体结合在工件表面形成薄膜；
第一次轰击打底步骤；弧靶(2)产生电场；离子源(4)产生离子经过所述电场加速形成离子束；所述离子束与所述气体反应后轰击所述弧靶(2)，产生弧靶原子；
第二次轰击打底步骤；柱靶(3)产生电场；所述离子源(4)产生离子经过所述电场加速形成离子束；所述离子束与所述气体反应后轰击所述柱靶(3)，产生柱靶原子；
沉积镀膜步骤；所述弧靶原子和所述柱靶原子沉积在工件表面形成薄膜。
8.根据权利要求7所述的磁控溅射镀膜的装置的工作方法，其特征在于：所述预备步骤前包括：
离子源清洗步骤；该步骤具体包括：
(一)第一次清洗；采用铝粉与水混合，形成铝液；擦块浸入所述铝液后擦拭所述离子源(4)；
(二)第二次清洗；将所述离子源(4)浸入蒸馏水中，采用超声波清洗；清洗时间：15～20min；将所述离子源(4)烘干；
(三)第三次清洗；将所述离子源(4)浸入丙酮溶液中，采用超声波清洗；清洗时间：20～25min；将所述离子源(4)烘干。
9.根据权利要求8所述的磁控溅射镀膜的装置的工作方法，其特征在于：所述离子源清洗步骤前包括：
微弧氧化步骤；该步骤具体包括：
(一)去油清洗；所述工件嵌入清洗液中；对所述清洗液进行搅拌；清洗温度：45～50℃；清洗时间5～10min；
(二)第一次水清洗；所述工件嵌入蒸馏水中；采用超声波清洗；清洗温度：55～65℃；清洗时间10～15min；冷却至室温；
(三)微弧氧化；将工件浸入微弧氧化电解液中，通过脉冲电源进行处理；
(四)第二次水清洗；所述工件嵌入蒸馏水中；采用超声波清洗；清洗温度：55～65℃；清洗时间20～25min；烘干后冷却至室温。
10.根据权利要求9所述的磁控溅射镀膜的装置的工作方法，其特征在于：所述微弧氧化步骤中所述微弧氧化电解液中各化学元素的成分组成为：硅酸钾：11～17g/L，过氧化钠：6～9g/L，氟化钠：1～2g/L，乙酸钠：4～6g/L，正钒酸钠：4～8g/L，草酸钛钾：12～17g/L，六次甲基四胺：5～10g/L，柠檬酸盐：10～15g/L，四硼酸钠：15～30g/L,和植酸钠：4～6g/L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 214000 No.3, Hudai Road, South District, Hudai Industrial Park, Binhu District, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Teliliang New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 214000 No.3, Hudai Road, South District, Hudai Industrial Park, Binhu District, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant before: JIANGSU TELI LIANG COATING TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210416 |