CN114164404A - 真空镀膜设备及镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空镀膜设备及镀膜方法。其包括具有真空镀膜空间的腔体、用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第一离子束离的子源发射组件、用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第二离子束多弧源发生组件；产生磁场以使所述真空镀膜空间内的第一离子束或第二离子束内的镀膜微粒移动方向与速度发生变化的偏转组件以及发送指令至所述偏转组件以调节所述偏转组件产生的磁场大小的PID控制系统。其通过偏转组件改变镀膜微粒的运动轨迹以及运动范围，使得不同形状、尺寸的工件均可以用同一真空镀膜设备进行镀膜，镀膜层的硬度与结合力均较佳。

Description

真空镀膜设备及镀膜方法

技术领域

本发明涉及真空镀膜机的技术领域，特别是涉及一种真空镀膜设备及镀膜方法。

背景技术

目前，在零部件(如航空航天零件、能源机泵零件、机械加工用零件、汽车交运零件、医疗器械零件、功率器件零件以及五金零件等)加工过程中，大多会将成型后的零部件表面采用真空镀膜的方式形式涂层，以满足零部件在使用时的需求。

在传统技术中，通常采用真空镀膜设备对零部件的表面进行真空镀膜。

然而，目前的真空镀膜设备在镀膜时，对镀膜工件的兼容性较差。

发明内容

基于此，有必要针对真空镀膜设备对镀膜工件的兼容性较差的问题，提供一种真空镀膜设备及镀膜方法。

一种真空镀膜设备，包括：

腔体，具有真空镀膜空间；

离子源发射组件；设置于所述腔体，用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第一离子束；

多弧源发生组件：设置于所述腔体，用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第二离子束；

偏转组件；设置于所述腔体，所述偏转组件用于产生磁场，以使所述真空镀膜空间内的第一离子束或第二离子束内的镀膜微粒移动方向与速度发生变化；

PID控制系统，用于发送指令至所述偏转组件以调节所述偏转组件产生的磁场大小。

在其中一个实施例中，所述离子源发射组件包括基座、至少两个第一磁力发生组件与至少两个第二磁力发生组件；所述基座具有容纳腔以及与所述容纳腔相连通的开口，所述开口用于设置第一靶材，所述容纳腔的内部沿中心至外沿包括内环区与外环区，所述内环区与所述外环区之间具有间隙；所述第一磁力发生组件间隔设置于所述内环区；所述第二磁力发生组件，间隔设置于所述外环区，所述第二磁力发生组件产生的磁极与所述第一磁力发生组件产生的磁极相反。

在其中一个实施例中，所述多弧源发生组件包括靶材座、安装座、活动杆、引弧针与复位组件；所述靶材座与安装座均设置于腔体，所述引弧针与活动杆连接，所述活动杆可相对于所述安装座运动，以带动所述引弧针相对所述安装座活动，所述引弧针用于与靶材座所容纳的第二靶材抵接以引燃电弧；所述复位组件设置于安装座与活动杆之间，所述复位组件用于驱动活动杆朝远离靶材的方向复位运动。

在其中一个实施例中，所述活动杆的外壁套设有波纹管，所述波纹管的一端密封连接于所述安装座，所述波纹管的另一端与所述活动杆密封连接，当所述活动杆相对所述安装座移动时，所述波纹管在所述活动杆的带动下伸缩运动。

在其中一个实施例中，所述偏转组件包括第三磁力发生组件与第四磁力发生组件，所述第三磁力发生组件与所述第四磁力发生组件分别设置在所述腔体的两侧，所述第三磁力发生组件所产生的磁力与所述第四磁力发生组件所产生的磁力的大小不同。

在其中一个实施例中，所述第三磁力发生组件包括第二线圈，所述第四磁力发生组件包括第三线圈，所述第二线圈与所述第三线圈串联，所述第二线圈的缠绕匝数大于所述第三线圈的缠绕匝数。

在其中一个实施例中，所述腔体包括第一框体与第二框体，所述第二框体可相对于所述第一框体开合；当第二框体相对所述第一框体闭合时，所述第一框体与所述第二框体之间形成真空镀膜空间。

在其中一个实施例中，所述腔体内层设置有屏蔽板，所述屏蔽板与所述腔体内壁之间形成隔热层，所述隔热层用于减小所述真空镀膜空间对所述壳体的热辐射。

一种镀膜方法，采用上述的真空镀膜设备进行真空镀膜，包括以下步骤：

对所述真空镀膜空间进行加热；

将还原性气体通入所述真空镀膜空间内以对工件进行清洗，并排出所述还原性气体；

将工作气体通入所述真空镀膜空间以对工件表面进行刻蚀；

所述离子源发射模组发射第一离子束，所述PID控制系统发送指令调节偏转组件产生的磁场大小以调节，以对工件表面进行进一步刻蚀；

所述多弧源发生组件发射第二离子束，所述PID控制系统发送指令调节偏转组件产生的磁场大小以调节，以对工件表面进行镀膜。

在其中一个实施例中，所述对真空镀膜空间进行加热时，温度为530℃-550℃；

和/或，所述还原性气体为氢气；

和/或，所述工作气体为氩气。

上述真空镀膜设备通过偏转组件使得镀膜微粒移动方向与速度发生变化，因此，对于不同形状、尺寸的工件来说，可以通过偏转组件改变镀膜微粒的运动轨迹以及运动范围，使得不同工件均可以用同一真空镀膜设备进行镀膜，且可以将工件的端面以及盲孔等位置均较好地进行镀膜，提高真空镀膜设备对工件的兼容性。

采用上述真空镀膜设备进行真空镀膜时，可以通过气体清洗、气体刻蚀、离子束刻蚀以及多弧源镀膜，通过PID控制系统发送指令调节偏转组件产生的磁场大小，可以有效调节镀膜微粒的运动轨迹，使得不同形状、尺寸的工件均可以获得较好的镀膜层。

此外，采用上述真空镀膜设备进行镀膜时，所获得的镀膜层内的镀膜微粒的颗粒粗细占比较为适中，镀膜层较为均匀，镀膜层应力较好。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的结构示意图；

图2为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的离子源发射模组的结构示意图；

图3为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的离子源发射模组的容纳腔的结构示意图；

图4为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的离子源发射模组的磁场示意图；

图5为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的离子源发射模组的磁场示意图(磁力调节装置产生第一方向的磁场)；

图6为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的离子源发射模组的磁场示意图(磁力调节装置产生第二方向的磁场)；

图7为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的一种多弧源发生组件的结构示意图；

图8为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的腔体与偏转组件的结构示意图；

图9为图8中的真空镀膜设备的镀膜示意图；

图10为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的腔体的结构示意图；

图11为图10中第二框体相对第一框体打开的结构示意图；

图12为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备的腔体的结构示意图；

图13为本发明的一实施例提供的一种真空镀膜设备对工件镀膜后的电镜图。

附图标记：

001、第一靶材；002、第二靶材；100、腔体；110、内层框体；111、框板；120、外层框体；130、第一框体；131、第一抵接面；132、第一凸缘；133、工作位；140、第二框体；141、第二抵接面；142、第二凸缘；150、安装位；151、安装通槽；152、第一通槽段；153、第二通槽段；160、真空镀膜空间；171、顶壁；172、底壁；173、侧壁；200、功能模块；220、加热模组；300、铰链；400、安装件；500、屏蔽板；510、顶面衬板；520、底面衬板；530、侧壁衬板；540、隔热层；550、连接件；600、靶材座；700、离子源发射模组；710、基座；711、容纳腔；713、环形内沿；713、开口；720、内环区；730、外环区；740、冷却层；741、冷却板；742、冷却管；714、安装座；715、冷却空间；750、第一磁力发生组件；760、第二磁力发生组件；770、隔膜板；780、磁力调节装置；781、第一线圈；782、驱动件；800、多弧源发生组件；810、安装块；811、安装槽；812、第一槽段；813、第二槽段；814、第三槽段；820、第一座体；821、环形连接部；830、第二座体；831、连接孔；840、活动杆；841、第一连接段；842、导向槽；843、第二连接段；844、通孔；850、波纹管；860、引弧针；870、复位组件；871、弹性件；872、导向件；880、驱动组件；890、连接法兰；900、偏转组件；910、第三磁力发生组件；911、第二线圈；920、第四磁力发生组件；921、第三线圈。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1-图13所示，本申请的一实施例提供了一种真空镀膜设备，其包括腔体100、功能模块200、偏转组件900。其中，腔体100具有真空镀膜空间160。功能模块200安装在腔体100上。功能模块200包括离子源发射模组700与多弧源发生组件800。离子源发射模组700可以提供第一离子束，第一离子束可以对工件进行清洗。多弧源发生组件800可以提供第二离子束，第二离子束可以对工件进行镀膜。第一离子束与第二离子束进入腔体100的真空镀膜空间160内，在偏转组件900所产生的磁场的影响下，第一离子束与第二离子束中的微粒的移动范围以及移动轨迹变化，以轰击或沉积至真空镀膜空间160内的不同尺寸与形状的工件表面，以完成真空镀膜。

此外，功能模块200还可以包括加热模组220、分子泵模组、机械泵模组或检测模组(电路检测模组、气路检测模组、水路检测模组、朗缪尔探针模组或集合前述至少两个功能的检测模组)等其他模组，可以根据实际需求进行选择性安装至腔体100。

上述真空镀膜设备在对工件进行真空镀膜时，通过偏转组件900的作用，使得离子束中的镀膜微粒可以在真空镀膜空间160内，改变其移动轨迹的同时，可以加速第一离子束与第二离子束中的微粒的运动，使得镀膜微粒可以快速沉积至工件表面，提高镀膜效率，此外，由于可以对镀膜微粒的运动方向进行调整，因此可以增大靶材的利用率，也就是说，使得更多的镀膜微粒移动至适宜位置，减少靶材的浪费。

在一些实施例中，如图2-图6所示，离子源发射模组700包括基座710、第一磁力发生组件750、第二磁力发生组件760与隔膜板770。其中，基座710具有容纳腔711以及与容纳腔711相连通的开口713，开口713处可以安装第一靶材001。第一靶材001在引燃后可以产生带有大量微粒的第一离子束。第一离子束朝向工件运动，以对真空镀膜空间160内的工件的表面进行清洗与蚀刻。

第一靶材001与容纳腔711内部可以通过隔膜板770隔离，隔膜板770可以与第一靶材001接触。开口713具有朝向开口713的中心延伸的环形内沿713，环形内沿713可以与第一靶材001的侧壁抵接。环形内沿713靠近容纳腔711内部的侧壁，可以与前述隔膜板770连接，以增大隔膜板770与容纳腔711侧壁的连接处的连接面积，提高隔膜板770的连接强度。隔膜板770与环形内沿713的连接方式可以选用焊接，也可以选用其他的连接方式。在另一些实施例中，隔膜板770的侧壁也可以直接与容纳腔711的侧壁固定密封连接。

基座710可以为双层基座710。双层基座710中部具有冷却空间715，冷却空间715可以通入冷却介质。冷却介质可以选用冷却水。双层基座710的内层形成前述容纳腔711的内壁。

此外，容纳腔711的内部空间具有供冷却介质流动的冷却层740。冷却介质可以选择冷却液，比如冷凝水。冷却层740的一个侧壁即为前述隔膜板770，冷却层740可以对第一靶材001进行降温。也就是说，隔膜板770的至少另一个作用是，可以将冷却介质与第一靶材001隔离。

在一些实施例中，隔膜板770的厚度可以选用0.15mm-0.30mm，比如可以选用0.15mm、0.20mm、0.25mm或0.30mm。采用上述厚度的隔膜板770，由于其厚度较薄，因此隔膜板770的热阻较低，可以配合冷却介质有效提高第一靶材001放电时的冷却效率，提高功率密度，进而提高生产效率。

在一些实施例中，如图2所示，基座710还设置有冷却板741与冷却管742。冷却板741可以与隔膜板770平行间隔设置。冷却板741为冷却层740的另一个侧壁。冷却板741与容纳腔711的内壁固定密封连接，连接方式可以选用焊接等连接方式，也可以选取其他的连接方式。冷却板741具有两个开口，两个开口可以分别连接两个不同的冷却管742。其中一个冷却管742用于输入冷却介质，另一个冷却管742用于输出已经被加热的冷却介质。冷却管742与冷却板741的设置可以使得冷却层740可以较好地对第一靶材001进行降温。

在一些实施例中，如图3所示，容纳腔711内部可以沿中心至外沿分为内环区720与外环区730，内环区720与外环区730具有间隙。也就是说，容纳腔711的中心至容纳腔711侧壁的方向，具有间隔设置的内环区720与外环区730。内环区720与外环区730的中心重合，也就是内环区720与外环区730的中轴线的位置重合。

其中，内环区720与外环区730可以均为圆环状、椭圆环状或矩形环状等。内环区720的沿容纳腔711中心至侧壁173的方向上的厚度，也可以小于等于外环区730的厚度。内环区720与外环区730之间的间隙的宽度可以大于外环区730的厚度，以便于容纳腔711内的其余的部件的安装。

至少两个第一磁力发生组件750间隔设置于内环区720。至少两个第二磁力发生组件760间隔设置于外环区730。第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760均设置在冷却层740背离第一靶材001的一侧，以使得第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760在第一靶材001通电后仍可以在较为适宜的环境中工作。

由于第一靶材001所形成的镀膜微粒中包括带有正电荷的微粒、带有负电荷的微粒以及中性微粒，上述带电荷微粒可以在各第一磁力发生组件750与各第二磁力发生组件760所形成的复合磁场的作用下进行运动轨迹的偏移，以使得第一靶材001所形成的镀膜微粒的运动范围发生变化。

第二磁力发生组件760产生的磁极与第一磁力发生组件750产生的磁极相反。也就是说，若第一磁力发生组件750均产生N磁极，则第二磁力发生组件760均产生S磁极。反之，若第一磁力发生组件750均产生S磁极，则第二磁力发生组件760均产生N磁极。

如图4所示，上述设置可以使得相邻的第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760之间产生闭合的磁场，相邻的第一磁力发生组件750之间产生开放的磁场，相邻的第二发生装置之间也可以产生开放的磁场(图中未示出)，从而使得各第一磁力发生组件750与各第二磁力发生组件760之间所复合得到的磁场，其磁场中的开放磁场较多，同时也具有较多的闭合磁场，使得第一靶材001所处空间的磁场的范围尽可能的大，使得第一靶材001所获得的镀膜微粒可以在磁场的作用下尽可能地朝向工件的各表面进行运动，从而有效提高第一靶材001利用率。

在一些实施例中，第一磁力发生组件750的数量与第二磁力发生组件760可以相同，第一磁力发生组件750的数量也可以小于第二磁力发生组件760的数量。也就是说，第一磁力发生组件750之间的间隙可以小于第二磁力发生组件760的间隙，使得第一磁力发生组件750的数量与第二磁力发生组件760的数量相同，且一一对应。第一磁力发生组件750之间的间隙也可以等于第二磁力发生组件760的间隙，使得第一磁力发生组件750可以与多个第二磁力发生组件760对应。

在一些实施例中，第一磁力发生组件750在内环区720内可以沿圆形阵列排布。

比如，在其中一些实施例中，内环区720为正圆环形，第一磁力发生组件750的数量为三个，并以容纳腔711的中心为圆形，均匀间隔设置在内环区720内。

又比如，在其中一些实施例中，内环区720为正圆环形，第一磁力发生组件750的数量为六个，并以容纳腔711的中心为圆形，均匀间隔设置在内环区720内。

在一些实施例中，第一磁力发生组件750在内环区720内可以沿线型阵列排布。第一磁力发生组件750可以分为两组，两组第一磁力发生组件750的数量相同。在任意一组第一磁力发生组件750中，第一磁力发生组件750呈“一”字型设置，即第一磁力发生组件750沿直线间隔设置。相邻的两组第一磁力发生组件750之间具有间隔。

在上述实施例中，内环区720可以为矩形内环区720或椭圆形内环区720。两组第一磁力发生组件750分别位于矩形内环区720两个相对的长边方向，或者是位于椭圆形内环区720的两个沿短轴方向所相对的两个弧段。

比如，在其中一些实施例中，内环区720为矩形内环区720，两组第一磁力发生组件750分别位于矩形的内环区720的两个相对的长边方向。每一组第一磁力发生组件750可以包括至少一个第一磁力发生组件750。

外环区730的形状可以与内环区720相同，也可以与内环区720不同，可以根据实际情况进行调整。在图示实施例中，外环区730的形状与内环区720的形状相同。

在一些实施例中，如图3所示，第二磁力发生组件760可以沿外环区730的形状间隔均匀设置。比如，在其中一些实施例中，第二磁力发生组件760在外环区730内可以沿圆形阵列排布。在其中另一些实施例中，第二磁力发生组件760在外环区730内可以沿椭圆形阵列排布。在其中又一些实施例中，第二磁力发生组件760在外环区730内可以沿矩形阵列排布。

这里需要注意的是，第一磁力发生组件750的排布与第二磁力发生组件760的排布可以相同，比如均为圆形阵列排布。也可以不相同，比如第一磁力发生组件750为线型排布，第二磁力发生组件760为椭圆形阵列排布等，可以从上述任意排列中进行选取。

第一磁力发生组件750可以选用永磁体或电磁铁，第二磁力发生组件760也可以选用永磁体或电磁铁。在图示实施例中，第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760均选用永磁体，以使得第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760所产生的复合磁场分布较为稳定。

如图2所示，第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760均可以与冷却板741连接。连接方式可以为磁吸、焊接或者其他的机械连接方式。

在一些实施例中，第一磁力发生组件750均位于两个冷却管742之间。第二磁力发生组件760可以与冷却板741连接的同时，另一侧壁与容纳腔711的内壁连接。

在一些实施例中，如图2所示，基座710还可以设置有安装座714。安装座714位于容纳腔711内。安装座714的端面开设有连接槽，连接槽用于与第一磁力发生组件750或第二磁力发生组件760连接。安装座714的该端面与冷却板741抵接，或安装座714即为冷却板741，以减少另外设置一个冷却板741的安装空间，亦或者安装座714与冷却板741一体成型设置。安装座714的侧壁173可以与容纳腔711的内壁连接。

安装座714的设置可以在一定程度上增大第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760和容纳腔711内壁的连接面积，降低第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760的安装难度。此外，安装座714的设置可以将第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760的位置进行预设。相比于将第一磁力发生组件750、第二磁力发生组件760和冷却板741挨个连接的方式来说，安装精度更高，安装难度降低，安装错误率降低，可以在安装的过程中即使判断第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760的磁极方向是否有误。

在一些实施例中，如图2-图6所示，离子源发射模组700还包括磁力调节装置780。磁力调节装置780用于产生附加磁场，该附加磁场的磁场大小可调。附加磁场可以对第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760所形成的磁场进行叠加复合，使得对第一靶材001产生影响的总磁场发生变化(磁场变化如图5与图6所示)，进而影响第一靶材001所获得的镀膜微粒的运动路径。其中，图5中的磁力调节装置780所产生的磁场与图6中的磁力调节装置780所产生的磁场的磁极相反。

在一些实施例中，磁力调节装置780可以选用第一线圈781。通过对第一线圈781进行电流强度、电流方向的调整，可以使得第一线圈781所产生的附加磁场进行变化，进而使得对第一靶材001影响的总磁场进行变化，可以通过控制第一线圈781内的电流情况进行镀膜微粒运动路径以及运动范围的调整。

在一些实施例中，第一线圈781可以位于内环区720与外环区730之间的间隙内。在其中一些实施例中，第一线圈781可以套设于两个冷却管742的外侧。上述设置方式可以使得第一线圈781所产生的磁场较大程度上对第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760所复合的磁场进行影响。而且在叠加完成后，总磁场可以形成轴对称或中心对称，便于调整镀膜微粒运动路径以及运动范围。

在一些实施例中，如图2所示，磁力调节装置780可以固定设置在容纳腔711内。也就是说，第一线圈781的侧壁可以与容纳腔711的内壁焊接、插接或卡接等连接方式。

在另一些实施例中，磁力调节装置780可以活动设置在容纳腔711内。磁力调节装置780可相对于隔膜板770处滑移，以靠近或远离第一靶材001，进而通过改变磁力调节装置780所产生的磁场相对于第一靶材001的位置，来调整影响镀膜微粒的总磁场。

比如，在一些实施例中，如图2所示，磁力调节装置780还包括驱动件782。驱动件782可以驱动第一线圈781移动，以使第一线圈781相对第一靶材001滑移。在图示实施例中，驱动件782可以选用气缸，也可以选取其他的驱动件782。气缸的活塞端与第一线圈781连接。气缸可以带动第一线圈781靠近或远离第一靶材001，以对总磁场进行调节。

在上述具有磁力调节装置780的技术方案中，可以通过调节第一线圈781中的电流方向、电流强度以及第一线圈781与第一靶材001之间的距离，对磁力调节装置780所产生的附加磁场进行大小或位置上的改变，结合第一磁力发生组件750与第二磁力发生组件760所获得的复合磁场，使得第一靶材001所处位置的总磁场进行变化，进而使得镀膜微粒的运动轨迹以及运动范围发生变化，从而提高镀膜过程中的第一靶材001利用率。

在一些实施例中，如图1与图7所示，多弧源发生组件800包括安装块810、活动杆840、引弧针860、复位组件870以及靶材座600(图1中示出)。

其中，靶材座600与安装块810可以间隔设置于腔体100。如图7所示，复位组件870设置于安装块810与活动杆840之间，复位组件870用于对活动杆840进行复位。活动杆840活动设置于安装块810上。活动杆840的外壁套设有波纹管850，波纹管850的长度可变。波纹管850的一端伸入安装块810内并与安装块810连接，波纹管850的另一端与活动杆840连接。

波纹管850可以在活动杆840移动过程中对波纹管850内外的气体环境进行分隔，以避免由于波纹管850外部的真空环境对波纹管850内部的引弧组件的部分部件进行影响。也就是说，波纹管850的设置可以避免由于真空环境所形成的负压，从而使得活动杆840在被真空吸附进而无法正常运动的情况发生。

引弧针860与活动杆840远离安装块810的一侧连接，以随着活动杆840相对安装块810移动，从而引弧针860靠近或远离靶材座600所安装的第二靶材002，以便于在靠近第二靶材002时放电，进而启动离子源发射模组700。

在上述多弧源发生组件800中，在对第二靶材002启动时，活动杆840带动引弧针860朝向第二靶材002运动。而通过设置复位组件870，使得引弧针860在接触第二靶材002后，进行复位，从而引弧针860不会继续朝向第二靶材002运动，避免由于引弧针860的惯性运动，而导致引弧针860过度撞击靶材001而造成的引弧针860烧坏的风险。此外，在引弧针860与靶材001接触放电时，会产生较大的电流，形成较大的作用力。使得引弧针860朝向背离靶材001运动的趋势。相比于现有技术中的活动杆840暂时无法朝向相反方向运动，导致引弧针860易损坏。本申请通过活动杆840所设置的波纹管850，使得波纹管850可以在活动杆840滑移过程中，将波纹管850内部的部件与波纹管850的外部真空环境分离，避免真空环境造成影响。此外，在活动杆840相对安装块810移动的过程中，波纹管850进行对应的伸缩，波纹管850在伸缩时，也可以对活动杆840进行一定的缓冲作用，使得引弧针860与第二靶材002抵触时，具有一定缓冲效果，从而减小引弧针860烧坏的风险。

在一些实施例中，如图7所示，安装块810设置有驱动组件880。其中，驱动组件880设置在安装块810的远离引弧针860的方向。驱动组件880可以选用电磁驱动装置，其具有较快的响应速度，可以减少引弧针860与第二靶材002引弧时的接触时间。在一些其他的实施例中，驱动组件880也可以选用气动驱动装置。波纹管850的设置可以避免真空环境对驱动组件880的影响。

在一些实施例中，多弧源发生组件800还设置有连接法兰890。连接法兰890可将安装块810固定于腔体100，以便于多弧源发生组件800可以将安装第二靶材002引燃。在其中一些实施例中，连接法兰890的中部可以与安装块810连接，连接法兰890的边缘部可以与基座710连接。在一些实施方式中，连接法兰890的中部与安装块810卡接、螺纹连接或采用螺栓连接，连接处可采用密封连接的方式。在另一些实施例中，连接法兰890可以与靶材座600连接，以便于保持第二靶材002和引弧针860之间的相对位置。

在一些实施例中，安装块810开设安装槽811。安装槽811的长度方向与活动杆840的移动方向一致，也就是说，安装槽811的长度方向与引弧针860朝向靶材001的移动方向一致。

如图7所示，复位组件870位于安装槽811内。复位组件870远离安装槽811槽底的一侧与活动杆840连接。活动杆840部分位于安装槽811内，活动杆840的其余部分伸出安装槽811，且与引弧针860连接。安装槽811的设置可以使得复位组件870以及部分活动杆840位于安装槽811内，减少安装块810外部高温对复位组件870以及活动杆840的影响。此外，前述连接法兰890可以设置于安装槽811的开口处，以便于对安装块810进行安装。

在一些实施例中，复位组件870包括弹性件871。弹性件871的一端与安装块810连接，弹性件871的另一端与活动杆840连接。在图示实施例中，弹性件871可以选用耐高温弹簧。耐高温弹簧的一端与安装槽811的槽底固定连接，耐高温弹簧的另一端与活动杆840伸入安装槽811的一端连接。采用耐高温弹簧可以有效防止弹性件871在高温下失效的问题，提高弹性件871的使用寿命。

当弹性件871位于原始位置时，活动杆840位于原位。也就是说，当弹性件871位于原长时，活动杆840带动引弧针860位于原位。当活动杆840带动引弧针860位于引弧位置时，引弧针860与靶材001抵触，此时弹性件871位于压缩位置。弹性件871由于需要恢复原长，因此带动活动杆840复位，使得活动杆840带动引弧针860远离第二靶材002。从而避免了引弧针860与第二靶材002的烧结，确保引弧针860的工作及提升其使用寿命。

在一些实施例中，复位组件870还包括导向件872。导向件872的一端与安装块810连接，导向件872的另一端与活动杆840活动连接。导向件872用于对活动杆840进行导向。

在一些实施方式中，导向件872位于安装槽811内，导向件872为杆状导向件872。导向件872的长度方向与安装槽811的长度方向一致。对应的，活动杆840的端部设置有导向槽842，导向件872的端部位于导向槽842内。当活动杆840相对于安装块810滑移时，导向件872可相对于导向槽842运动。

在图示实施例中，弹性件871套设在导向件872外部。也就是说，弹性件871的端部与导向槽842的开口处连接。当活动杆840相对于安装块810滑移时，导向件872可相对于导向槽842运动，弹性件871对应伸长或压缩。此外，当弹性件871套设在导向件872外部时，导向件872可以对弹性件871提供支持力，使得弹性件871在进行形变时，形变的方向与活动杆840的移动方向一致，有效减少由于弹性件871形变的方向与活动杆840的移动方向不一致，而导致弹性件871发生损坏的情况。

在图7所示实施例中，安装槽811沿其槽底至槽口的方向包括依次设置的第一槽段812、第二槽段813与第三槽段814。第一槽段812的横截面的面积小于第二槽段813横截面的面积，第二槽段813的横截面的面积小于第三槽段814横截面的面积。

其中，导向件872的端部可以与第一槽段812的槽底连通。弹性件871位于第二槽段813内。活动杆840的第一槽段812的未与波纹管850连接的部分也位于第二槽段813内。波纹管850的部分位于第三槽段814内。

具体的，导向件872的端部伸出第一槽段812至第二槽段813。弹性件871的端部与第二槽段813的槽底连接。也就是说，弹性件871的端部与第二槽段813靠近第一槽段812的底壁连接。活动杆840部分位于第二槽段813内。活动杆840套设有波纹管850的部分位于第三槽段814内。第三槽段814的开口处，可以与前述连接法兰890密封连接。

在图示实施例中，在一些实施例中，安装块810包括第一座体820与第二座体830。第一座体820具有环形连接部821，环形连接部821内设置有通孔844，通孔844即为前述第一槽段812与第二槽段813。第二座体830具有连接孔831，连接孔831与前述通孔844同轴设置。环形连接部821与连接孔831内壁抵接或固定连接。除与环形连接部821所连接的连接孔831的部分，即为前述第三槽段814。

通过第一座体820可以与基座710连接。环形连接部821的设置可以增加第一座体820与第二座体830的连接面积。

在一些其他的实施例中，导向件872也可设置在弹性件871的外部，导向件872与弹性件871平行设置，导向件872与弹性件871具有一定间隙。

通过复位组件870的设置，在进行第二靶材002的启动时，使得引弧针860在接触第二靶材002后，进行复位，从而使得引弧针860不会由于惯性运动继续朝向第二靶材002运动，避免引弧针860过度撞击第二靶材002而造成的引弧针860烧坏的风险。导向件872的设置可以使得引弧针860在移动过程中，对弹性件871进行限位与导向，使得弹性件871的形变方向与引弧针860的移动方向一致。

继续参看图7，在一些实施例中，活动杆840可以包括相连接的第一连接段841与第二连接段843。

第一连接段841与第二连接段843固定连接，二者的连接方式可以为一体成型，也可以为焊接等连接方式。在一些实施例中，第一连接段841的横截面的面积较第二连接段843的横截面的面积小。这里需要说明的是，沿垂直于第一连接段841至第二连接段843的方向所获得的横截面，为前述第一连接段841和/或第二连接段843的横截面。

其中，第一连接段841与复位组件870连接。也就是说，第一连接段841与弹性件871连接。第一连接段841的端部设置有前述导向槽842。第一连接段841可以为管状或杆状。

第二连接段843可以为管状或杆状。第二连接段843远离第一连接段841的一端与引弧针860的端部连接。第二连接段843与引弧针860的连接方式可以选用螺栓连接、卡接、焊接等连接方式。

比如，在图示实施例中，第二连接段843为圆杆状，第二连接段843沿其径向方向设置有通孔844。引弧针860的端部插入通孔844，并与通孔844的侧壁通过螺栓等连接件550进行连接，实现引弧针860与第二连接段843的连接。

在一些实施例中，波纹管850可以包括多个波纹段。这里需要说明的是，各波纹段可以为连续设置，各波纹段也可以是间隔设置，比如，相邻的波纹段之间设置直线段。在图示实施例中，波纹管850可以选用焊接波纹管、普通波纹管或柔性液压波纹管。当选用柔性液压波纹管时，其成本较焊接波纹管小，且柔性液压波纹管的刚性较普通波纹管的刚性低，对引弧针860的缓冲效果更好，且其密封效果也较佳。

如图7所示，波纹管850套设在活动杆840的外壁。具体地，波纹管850套设于第一连接段841的外侧。波纹管850的一端与第二连接段843的外壁连接，优选可以与第二连接段843和第一连接段841所连接的端面连接。连接方式可以选择焊接，也可以选择其他的密封连接方式。波纹管850的另一端与第一连接段841远离第二连接段843的一侧连接。其中，波纹管850可以与安装槽811的槽底连接，或者与安装槽811的第二槽段813的端面连接，也可以与安装槽811的第二槽段813的槽内壁连接。连接方式可以选择焊接，也可以选择其他的密封连接方式。此外，在一些实施例中，安装槽811的内壁也可以设置有环形凸起，环形凸起的端部与波纹管850的端部连接，环形凸起的内壁可以与活动杆840滑动连接。

这里需要注意的是波纹管850的两个连接端之间的部分，与第一连接段841的外壁并无连接关系，以使得波纹管850可随活动杆840的移动进行对应的伸缩。

通过上述波纹管850的设置，可以使得波纹管850内部的第一连接段841，以及安装槽811内的部件，以及与安装槽811连通的部件，均可以与波纹管850外部的真空环境分隔，有效避免真空环境所造成的无法正常工作的负面影响。

在图示实施例中，波纹管850可以部分位于安装槽811内，部分位于安装槽811外部。波纹管850位于安装槽811内的至少部分外壁，可以与安装槽811的内壁焊接，以提高气密性。此外，在一些其他的实施例中，波纹管850可以完全位于安装槽811外部，也就是说，波纹管850的端部与安装槽811的开口处连接即可。

相比于上述的后一种设置方式，波纹管850部分位于安装槽811内，部分位于安装槽811外的设置方式，可以使得波纹管850的部分位于温度较低的空间内，有效减少由于波纹管850整体过热而出现的质量问题。

通过上述第一连接段841与第二连接段843相连接所形成的活动杆840，以及搭配波纹管850，使得套设有波纹管850的活动杆840可以较好地与复位组件870、引弧针860连接，也可以具有一定的缓冲作用，使得引弧针860在放电过程时，不易烧坏。

上述引弧组件中，通过连接法兰890将安装块810与基座710连接。在第二靶材002启动时，通过驱动组件880带动活动杆840朝向第二靶材002滑移，以使得引弧针860朝向靶材001运动。通过弹性件871的设置，使得引弧针860在接触第二靶材002后，弹性件871压缩至最小，使得活动杆840不会继续朝向第二靶材002运动，并进行复位，避免由于引弧针860的惯性运动，而导致引弧针860过度撞击第二靶材002而造成的引弧针860烧坏的风险。此外，柔性液压波纹管850也可以使得引弧针860移动时具有一定缓冲效果，从而降低引弧针860烧坏的风险。

此外，在一些实施例中，前述多弧源发生组件800的数量可以为多个，可以分别间隔设置在腔体上，以便于在对工件进行镀膜过程中，可以多方位提供第二离子束，便于镀膜。

在一些实施例中，如图1、图8与图9所示，偏转组件900包括第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920。其中，第三磁力发生组件910所产生的磁力与第四磁力发生组件920所产生的磁场的磁力方向相同、大小不同。

如图9所示，离子源发射模组700以及多弧源发生组件800所发射的离子束可以移动至第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920之间，也就是真空镀膜空间160内，以进行工件表面进行清洗、蚀刻或镀膜。

由于在第一离子束与第二离子束中，均包括带有正电荷的微粒、带有负电荷的微粒以及中性微粒。其中，中性微粒进入真空镀膜空间160后，继续沿原始方向朝向工件运动。带有正电荷的微粒在第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920所复合得到的磁场中，在磁力作用下朝向第一方向偏移。带有负电荷的微粒则在前述复合磁场中，朝向第二方向偏移。因此。离子束进入真空镀膜空间160后，离子束的移动范围增大，使得真空镀膜空间160内所放置的工件的端部及盲孔内可以有较多的微粒轰击，以实现清洁或蚀刻。

另外，由于第三磁力发生组件910所产生的磁力与第四磁力发生组件920所产生的磁力大小不同，因此，第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920所获得的复合磁场沿第三磁力发生组件910至第四磁力发生组件920的方向上，并不是均匀的，从而使得离子束在真空镀膜空间160内，不仅移动方向发生较大程度上的偏转，还可以进行加速，使得离子束中的微粒的运动范围增大的同时，增加微粒的运动速度，提高微粒的能量，以对工件进行清洗或蚀刻，尤其是工件的端面以及工件设置的盲孔进行清洗或蚀刻。

在图示实施例中，离子源发射模组700设置于腔体100的侧壁173。第三磁力发生组件910设置于腔体100的顶壁171，第四磁力发生组件920设置在腔体100的底壁172。第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920均设置于腔体100的外壁，以减少由于腔体100内部的真空环境对第三磁力发生组件910或第四磁力发生组件920所造成的影响。

在一些实施例中，第三磁力发生组件910可以为第二线圈911或永磁体。当第三磁力发生组件910选择第二线圈911时，其可以产生较大的磁力，而且可以通过控制第二线圈911内的电流的大小，可以对其所产生的磁场的磁力大小进行调整，在实际生产中效果较好。

在一些实施例中，第四磁力发生组件920可以为第三线圈921或永磁体。当第四磁力发生组件920选择第三线圈921时，其可以产生较大的磁力，而且可以通过控制第三线圈921内的电流的大小，可以对其所产生的磁场的磁力大小进行调整。

下面以第三磁力发生组件910为第二线圈911，第四磁力发生组件920为第三线圈921为例进行说明。

如图8所示，在一些实施例中，第二线圈911、第三线圈921可以与腔体100固定连接。比如，在一些实施例中，第二线圈911、第三线圈921均可以与腔体100通过螺栓或螺丝连接，在一些其他实施例中，也可以采用焊接的方式进行连接。此外，也可以采用可拆卸的连接方式连接，比如可以选用卡接或插接的方式进行连接。

在图示实施例中，第二线圈911和第三线圈921均位于腔体100外壁。第二线圈911位于腔体100顶壁171，其连接方式为采用螺栓连接。第三线圈921位于腔体100的底壁172，其连接方式和第二线圈911与腔体100的连接方式相同。第二线圈911与第三线圈921的中轴线可以重合。第二线圈911与第三线圈921所产生的磁场的方向一致，以使得复合磁场的磁性获得较大程度上的叠加。

在一些实施例中，离子源发射模组700位于腔体100的侧壁173。优选的，在图示实施例中，离子源发射模组700位于腔体100沿底壁172至顶壁171的中部位置。离子源发射模组700所发射的离子束的初始速度的方向为垂直于腔体100底壁172至顶壁171的方向。也就是说，离子束的初始运动方向，与第二线圈911所产生的磁场与第三线圈921所产生的磁场的复合磁场的方向垂直或近似垂直，换而言之，离子束的初始运动方向，与复合磁场产生的磁感线的方向垂直。

上述真空镀膜设备通过第二线圈911所产生的磁力与第三线圈921所产生的磁力的复合作用下，使得镀膜微粒的运动方向发生偏移，以便于扩大镀膜微粒的散射面积，使得真空镀膜空间160内的工件的端面以及其上设置的盲孔可以较好地被清洁、蚀刻或镀膜。

第二线圈911与第三线圈921所产生的磁场的方向一致、大小不同。在一些实施例中，第二线圈911所产生的磁力大于第三线圈921所产生的磁力。在另一些实施例中，第二线圈911所产生的磁力小于第三线圈921所产生的磁力。

下面以第二线圈911所产生的磁力大于第三线圈921所产生的磁力为例进行说明。

在一些实施例中，第二线圈911中的导线所缠绕的匝数大于第三线圈921中的导线所缠绕的匝数。

在一些实施例中，第二线圈911中的导线所通过电流大于第三线圈921中的导线所通过电流。在另一些实施例中，第二线圈911中的导线所通过电流等于第三线圈921中的导线所通过电流。

在一些实施例中，第二线圈911的直径大于第三线圈921的直径。

比如，如图8与图9所示，第二线圈911的直径大于第三线圈921的直径。第二线圈911中的导线所缠绕的匝数大于第三线圈921中的导线所缠绕的匝数。第二线圈911中的导线所通过电流等于第三线圈921中的导线所通过电流，即第二线圈911与第三线圈921串联。

上述实施例中，可以通过调节第二线圈911与第三线圈921中的电流大小，以调整第二线圈911与第三线圈921所产生的复合磁场的磁力大小。

又比如，在一实施例中，第二线圈911的直径等于第三线圈921的直径。第二线圈911中的导线所缠绕的匝数大于第三线圈921中的导线所缠绕的匝数，第二线圈911中的导线所通过电流大于第三线圈921中的导线所通过电流，即第二线圈911与第三线圈921分别位于两个电路中，或者位于电路的两个并联的支路中。

上述实施例中，可以分别调节第二线圈911与第三线圈921中的电流大小，以调节第二线圈911与第三线圈921所产生的复合磁场的磁力大小。

这里需要注意的是，无论第二线圈911的直径是否大于第三线圈921的直径、第二线圈911的匝数是否等于第三线圈921的匝数、第二线圈911内的电流是否等于第三线圈921内的电流，仅需使得第二线圈911所产生的磁场的磁力大于第三线圈921所产生的磁场的磁力即可。

此外，在一些实施例中，第二线圈911和/或第三线圈921的中部还可以设置有磁力加强装置，以增强第二线圈911和/或第三线圈921所产生的磁场的磁力。比如，在一些实施例中，可以选用铁磁物质作为磁力加强装置，例如铁芯。也就是说，将铁芯放置于第二线圈911与第三线圈921的中部。当第二线圈911与第三线圈921通电后产生磁场时，磁场对铁芯作用，使得铁芯磁化，铁芯磁化后形成磁场，并与原磁场叠加，以增强第二线圈911和/或第三线圈921所产生的磁场。此外，还可以选用其他的可被磁化的材质作为磁力加强装置，在此不一一列举。

在一些实施例中，还包括PID控制(Proportional-Integral-Derivativecontrol，比例积分微分控制)装置(图中未示出)。PID控制装置可以与磁力调节装置780、第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920电连通，PID控制装置可以接收磁场情况并对磁力调节装置780、第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920进行调整，以改变磁力调节装置780所附加磁场的位置或调节第三磁力发生组件910与第四磁力发生组件920所产生的磁力大小。

在一些实施例中，PID控制装置包括第一磁力传感器、第二磁力传感器以及控制中心。其中，第一磁力传感器可以设置于容纳腔711内部，比如可以设置于容纳腔711的内壁上，也可以安装在安装座714上。第一磁力传感器用于检测磁场的强度，并将磁场数据传输至控制中心。

在一些实施例中，第二磁力传感器可以设置于真空镀膜空间160内，也可以设置于第二线圈911和/或第三线圈921的中部，也可以设置于其他可以检测到磁场磁力大小的位置。第二磁力传感器用于检测磁场的强度，并将磁场数据传输至控制中心。

控制中心用于接收第一磁力传感器与第二磁力传感器的数据，并根据数据发射对应的指令。控制中心可以根据第一磁力传感器所获得的数据发出电流调节指令至磁力调节装置780，以增大或减小第一线圈781内的电流，以及是否改变电流方向；和/或驱动指令至驱动件782，以驱动磁力调节装置780靠近或远离隔膜板770，也就是靠近或远离靶材001。通过控制中心可以调节附加磁场的分布与大小，从而调整影响镀膜微粒运动轨迹与运动范围的总磁场。

此外，控制中心也可以根据第二磁力传感器所获得的数据发出电流调节指令至第二线圈911和/或第三线圈921，以调节第二线圈911和/或第三线圈921的电流大小，进而调节第二线圈911和/或第三线圈921所产生的磁场。当第二线圈911与第三线圈921串联时，控制中心仅需调节该串联电路即可。当第二线圈911与第三线圈921位于两个支路或两个电路中时，控制中心可以分别控制两个支路或两个电路，以实现第二线圈911和/或第三线圈921内的电流的调节。

采用PID控制装置可以使得真空镀膜设备的自动化程度加强，及时对磁力调节装置780所产生的附加磁场进行调整，以使得镀膜微粒的运动轨迹与运动范围达到较佳，使得靶材001的利用率提高。也可以较为即时地对第二线圈911和/或第三线圈921内的电流进行调节，控制离子束中的微粒喷溅范围的变化。

在一些实施例中，图10与图11所示，腔体100可以为多边形腔体。比如，腔体100沿其水平方向进行切割后获得的横截面的形状，可以为六边形、八边形、十边形、十二边形，在另一些实施例中，前述横截面的形状也可以为圆形，也就是说，腔体100也可以为球形腔体。相比于圆形的腔体100来说，多边形的腔体100可以安装较多的功能模块200，有效提高腔体100的通用性。

在一些实施例中，如图1与图12所示，腔体100包括内层框体110与外层框体120。内层框体110与外层框体120之间具有间隙，以便于在一定程度上减少真空镀膜空间160内的热量传递至外层框体120，并在一定程度上加大了腔体100的壁厚，便于腔体100安装功能模组。

其中，外层框体120可以为板材焊接形成，也可以为板材一体成型后开槽形成，也可以为其他的安装方式。在一些实施例中，外层框体120可以形成多边形棱柱状，也可以为类球体或球体状，可根据实际情况进行调节。内层框体110可以包括至少两个首尾连接的框板111，相邻框板111可拆卸连接。在一些实施例中，相邻的框板111可以为插接、卡接或螺丝连接等连接方式。在另一些实施例中，相邻的框板111可以为焊接连接。内层框体110的形状与外层框体120的形状基本一致。

在一些实施例中，相邻的框板111可以为插接连接、焊接连接或螺丝连接等连接方式，也可以选取其他的连接方式。

对于通过多个框板111形成的内层框体110来说，各框板111与外层框体120的对应处连接。二者可以直接连接，也可以通过铆钉或螺栓等连接方式进行连接。多个框板111所形成的内层框体110相比于一体成型的内层框体110来说，与外层框体120安装时可降低安装难度，且便于进行维修。

在一些实施例中，如图10与图11所示，前述腔体100可以包括可相对开合的第一框体130与第二框体140。当第二框体140相对于第一框体130闭合时，第一框体130与第二框体140之间形成前述真空镀膜空间160。当第二框体140相对于第一框体130打开时，可以将真空镀膜空间160内的各部件暴露在外部，便于进行维修。

这里需要注意的是，第一框体130与第二框体140均为双层的，即第一框体130、第二框体140均包括内层框体110与外层框体120。

第一框体130与第二框体140的连接方式可以为转动连接，比如第一框体130与第二框体140可以通过铰链300铰接。由于在真空镀膜的过程中，真空镀膜空间160内需要保持一定的真空度，因此，在气压的作用下，第一框体130与第二框体140实现压紧，也就是说，在真空镀膜时，第一框体130与第二框体140不会相对打开。

在一些实施例中，第一框体130与第二框体140还可以通过增加螺栓等紧固结构的方式，加强二者的连接。

在一些实施例中，如图10所示，第一框体130与第二框体140均设置有至少一个安装位150。安装位150可以与任意一个前述功能模块200中可拆卸连接。在图示实施例中，安装位150的数量为多个，且可以分别设置在第一框体130与第二框体140的不同方向的侧壁上。

第一框体130与第二框体140设置安装位150的方式一致，因此，下面以第一框体130上所设置的安装位150为例进行说明。

第一框体130为多边形框体。第一框体130的各边所在的侧壁，可以均开设有安装位150，也可以其中的部分侧壁开设有安装位150。

在一些实施例中，第一框体130的侧壁开设有安装通槽151，安装通槽151的槽壁界定前述安装位150。安装通槽151贯穿第一框体130的该侧壁。功能模块200部分或全部位于安装通槽151内。

在一些实施例中，安装通槽151包括第一通槽段152与第二通槽段153。第一通槽段152位于远离第一框体130与第二框体140闭合抵接的一侧。也就是说，第一通槽段152至第二通槽段153的方向，为逐渐靠近真空镀膜空间160的方向。第一通槽段152的横截面积大于第二通槽段153的横截面积。

在进行安装功能模块200时，功能模块200的部分伸入第二通槽段153，并朝向真空镀膜空间160。功能模块200的其余部分位于第一通槽段152内，且功能模块200的部分侧壁与第二通槽段153与第一通槽段152的连接处的第二通槽段153的开口处抵触。也就是说，第二通槽段153的开口处相当于形成一个平面，该平面与功能模块200的部分表面抵触。

第一通槽段152的横截面积大于第二通槽段153的横截面积，实现功能模块200在安装后，功能模块200与安装通槽151的抵接处具有一定的气密性。而且当真空镀膜设备在对工件进行真空镀膜的过程中，气压可以使得功能模块200与安装通槽151抵接的更加紧密。

这里需要注意的是，在一些实施例中，也可以使用盲板替代空缺的功能模块200。也就是说，在一些实施例中，可采用盲板填充至安装通槽151，以保证在无需过多种类功能模块200时，可使得腔体100的侧壁173具有气密性，保证真空镀膜空间160的真空度。

在一些实施例中，如图11所示，腔体100还包括安装件400。安装件400可以为片状安装件或杆状安装件。安装件400的一端与功能模块200连接。安装件400的另一端与第一通槽段152(图10中示出)的外壁连接。安装件400的设置可以使得功能模块200与位于安装通槽151内，当第二框体140相对于第一框体130打开后，真空镀膜空间160内的真空度不存在后，使得功能模块200较为稳固地与第一框体130连接。

第一框体130与第二框体140可以为等大，也可以第一框体130大于第二框体140。比如，在图示实施例中，第一框体130大于第二框体140，第一框体130的底部具有工作位133。待镀膜的工件可安装于工作位133进行真空镀膜。第一框体130占八边形的八分之五，第二框体140占八边形的八分之三。该设置方式可以使得工件得以自由进出的真空镀膜空间160的同时，保证开合第二框体140时，真空镀膜设备具有较好的整体稳定性。此外，上述设置也可降低装置的整体成本。

在其他实施例中，第一框体130可以占模块化框体的一半，第二框体140则可以占腔体100的另一半。这里需要说明的是，无论第一框体130、第二框体140的占比如何，仅需当第二框体140相对于第一框体130打开时，可以取放工件或便于进行维修即可。

在一些实施例中，如图1与图12所示，真空镀膜设备还包括屏蔽板500。屏蔽板500位于真空镀膜空间160的中心与腔体100的内壁之间，屏蔽板500与腔体100之间具有空隙，以形成隔热层540。

在一些实施例中，屏蔽板500可以选用不锈钢材料，也可以选用其他的热传导系数较小的材质制得。具有较小热传导系数的屏蔽板500可以减少辐射传热外，还可以减少接触部分的热传导。此外，在一些其他实施方式中，屏蔽板500可以为表面涂覆有隔热膜的耐热板制成。其中，隔热膜可以选用无机隔热材料，比如可以选用航空发动机热障涂层。

屏蔽板500的层数可以为至少一层。也就是说，沿真空镀膜空间160中心至腔体100的方向，可以设置有一层、两层或多层屏蔽板500。在图示实施例中，屏蔽板500的数量为一个。当采用一个屏蔽板500时，相比于未采用屏蔽板500的情况来说，屏蔽板500可以将辐射至腔体100的外层框体120的热量的70％-80％隔离，具有较好的屏蔽隔热效果。

在一些实施例中，如图12所示，隔热层540与真空镀膜空间160连通。也就是说，屏蔽板500与腔体100之间并未密封。当真空镀膜空间160内进行真空镀膜时，由于隔热层540与真空镀膜空间160连通，因此隔热层540也为真空状态，形成真空隔热层540。该设置方式可以在安装屏蔽板500时，无需考虑真空密封条件，安装步骤较为简便，而且成本较低，容错率较高，隔热效果较好。当屏蔽板500需要撤下或需要维修时，仅需将其取下即可。无需将整个腔体100全部拆开，较为方便。

在上述实施例中，屏蔽板500可通过连接件550的方式进行安装。连接件550的一端与屏蔽板500连接，连接件550的另一端与腔体100连接。在一些实施方式中，连接件550的一端与屏蔽板500螺纹连接，连接件550的另一端与内层框体110的框板111螺纹连接。此外，也可以采用其他的连接方式，比如连接件550可以与屏蔽板500卡接，或通过螺丝连接。

在另一些实施方式中，屏蔽板500设置有至少一个连接柱。连接柱与屏蔽板500可以焊接或采用其他的连接方式。连接柱远离屏蔽板500的一端与内层框体110可拆卸连接，连接方式可以采用螺丝或螺栓连接。

在另一些实施例中，屏蔽板500与腔体100之间所形成的隔热层540，可以与真空镀膜空间160各自独立。也就是说，屏蔽板500与腔体100之间采用真空密封的方式，从而保证屏蔽板500与腔体100之间一直保持真空隔热层540。

在一些实施例中，如图12所示，屏蔽板500包括顶面衬板510、底面衬板520与侧壁衬板530。其中，顶面衬板510与腔体100顶壁171连接，也就是与第一框体130或第二框体140的顶部的内层框体110表面连接。底面衬板520与腔体100底壁172连接，也就是与第一框体130或第二框体140的底部的内层框体110表面连接。侧壁衬板530与腔体100侧壁173连接，也就是与第一框体130或第二框体140的侧壁173的内层框体110表面连接。顶面衬板510、底面衬板520与侧壁衬板530之间可以具有空隙，也可以不具有空隙，可根据实际情况调整。

其中，侧壁衬板530的数量可以与大于等于内层框体110的框板111数量。比如，在一实施例中，侧壁衬板530的数量等于框板111数量，且一个侧壁衬板530与一个框板111对应连接。再比如，在又一实施例中，侧壁衬板530的数量大于框板111的数量。各框板111至少连接有一个侧壁衬板530。相邻的侧壁衬板530之间连接，也可以具有一定空隙。

由于热量可能会从相邻屏蔽板500之间的空隙处传递至腔体100，使得腔体100局部表面的温度升高。在一些实施例中，腔体100设置有冷却结构(图中未示出)。冷却结构可以通入冷却介质。冷却介质可以选用冷却水，也可以选取其他冷却流体。冷却结构的设置可以辅助隔热层540，使得屏蔽板500之间空隙所暴露的腔体100部分，可以进行适当的降温。

在一些实施例中，冷却结构包括冷却管。冷却管可以通入冷却液体。在其中一些实施例中，冷却管可以设置于内层框体110与外层框体120之间。冷却管可以位于相邻的框板111的连接处至外层框体120之间的部分，以对该部分进行局部冷却。在一些实施例中，冷却管可以位于外层框体120内。也就是说，外层框体120开设有安装槽811体。冷却管设置于安装槽811体内。在其他一些实施例中，冷却管可以位于内层框体110。也就是说，框板111开设有供冷却管安装的冷却槽，或者冷却管742可通过马鞍形连接块与框板111连接。

前述框体通过将第一框体130与第二框体140相对开合，使得维修人员可以便于进入腔体100内部空间进行维修。而且通过安装位150与功能模块200可拆卸连接，可以在不同的镀膜工艺中选取不同的功能模块200，增大真空镀膜设备的兼容性。此外，安装位150与功能模块200可拆卸连接可以实现对应功能模块200需要维修或更换时，将其从对应的安装位150取下即可，降低了真空镀膜设备的维修难度与维修成本。真空镀膜空间160内的热量，通过热辐射的方式辐射至屏蔽板500处，被屏蔽板500阻隔，使得热辐射所传递的热量绝大部分保留在真空镀膜空间160内，少数的热量进入隔热层540内，并通过热辐射的方式传输至内层框体110。较少的热量传输至外层腔体100。可以有效降低腔体100的温度，保证腔体100设置的电子元件在较为适宜的工作温度下进行运作。

上述真空镀膜设备在对工件进行真空镀膜时，通过屏蔽板500与真空层隔热的方式，使得腔体100温度降低，保证腔体100安装的功能性模组均可以在较为适宜的温度下工作。而可开合腔体100的设计可以使得工件便于运输、真空镀膜设备便于维修。

本发明还提供了一种使用上述真空镀膜设备进行真空镀膜的方法，其包括以下步骤：

步骤S1：抽真空，将工件置于真空镀膜空间160内，采用真空泵将真空镀膜空间160内的空气抽出腔体100，使得真空镀膜空间160内的真空度达到工艺要求的真空度。

在一些实施例中，真空镀膜空间160内的真空度可以为10000mPA。

步骤S2：加热，启动加热模组220，使得腔体100温度达到工作温度。

在一些实施例中，加热温度可以为530℃-550℃，比如可以为530℃、535℃、540℃、545℃或550℃。

步骤S3：清洗，将真空镀膜空间160内通入还原性气体，使得还原性气体与工件表面的氧化物发生还原作用，得到较为干净的工件表面层。

在一些实施例中，还原性气体可以选用氢气，在其他实施例中，也可以选取其他类型的还原性气体。

步骤S4：脱气，将步骤S3中的通入的还原性气体排出真空镀膜空间160。

在一些实施例中，脱气后，真空镀膜空间160内的真空度可以为50mPA。

步骤S5：气体刻蚀，将真空镀膜空间160内通入工作气体以轰击工件表面，除去工件表面牢固的氧化层等杂质。

在一些实施例中，工作气体可以选用氩气，同样也可以选用其他的工作气体。

步骤S6：离子束刻蚀，通过引弧针860引燃第一靶材001，使得第一靶材001发射第一离子束，第一离子束轰击工件表面，进一步清洗工件表面的杂质。

在一些实施例中，可以选用直流刻蚀。在另一些实施例中，可以选用脉冲刻蚀。

此外，在一些实施例中，可以重复步骤S6多次，使得工件表面的杂质去除。

在本步骤中，可以通过PID控制系统，对第二线圈911与第三线圈921中的电流进行控制，以改变离子束的轨迹与运动范围，便于不同工件的刻蚀。

步骤S7：镀膜，引弧针860引燃第二靶材，使得第二靶材002发射第二离子束，第二离子束中的镀膜微粒沉积在工件表面，形成对应的镀膜层。

在镀膜过程中，镀膜层的厚度可以为0.2μm-5μm。

在本步骤中，获得的镀膜层可以为至少一层氧化物镀膜层、氮化物镀膜层或金属镀膜层，可以根据镀膜层的材质选取第二靶材的材质。比如，第二靶材可以选取TiAl，TiSi或CrAl等。

在一些实施例中，可以重复多次步骤S7，以获得适宜厚度的镀膜层。

步骤S8：检漏，镀膜过程中，在设定的时间内根据极限真空值判断真空镀膜空间160是否漏气，若有漏气，则停止镀层并进行后续处理。若无漏气，则继续。

步骤S9：降温并获得镀膜产品。镀膜完成后，使得真空镀膜设备降温。降温至室温后，将镀膜完成的工件从真空镀膜设备中取出，完成镀膜。

步骤S10：检测步骤。对镀膜完成的工件进行检测。检测项目可以为镀膜层厚度、镀膜层结合力、内应力、镀膜层表面形貌、镀膜层截面表面形貌以及硬度等方面进行检测。

上述方法可以对不同形态的工件进行镀膜，通用性较好，操作简单。

图13中示出了几种采用本申请所示的真空镀膜设备进行镀膜的工件的电镜图，13-a、13-b、13-c以及13-d均为不同靶材所获得的柱状晶涂层电镜图。由图中可以看出，各镀层中的镀膜颗粒较为细密，较大的镀膜颗粒所占比较小，镀膜颗粒分布均匀。因此，采用前述真空镀膜设备所得到的镀层的应力较好、硬度较好，且结合力也较佳。13-e为微纳结构涂层电镜图，图中镀层的厚度为2.67μm，较大镀膜颗粒数量较少。13-f为一应力较好的涂层的电镜图，有图可知，其镀膜微粒分布较为均匀。

另外，由图13可知，采用本申请所示的真空镀膜设备进行镀膜时，虽然靶材的材质不同，但是所得到的镀膜层中，镀膜微粒中的粗细微粒分布均较好，可以获得力学性质较好的镀膜层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种真空镀膜设备，其特征在于，包括：

腔体，具有真空镀膜空间；

离子源发射组件；设置于所述腔体，用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第一离子束；

多弧源发生组件：设置于所述腔体，用于提供朝向所述真空镀膜空间运动的第二离子束；

偏转组件；设置于所述腔体，所述偏转组件用于产生磁场，以使所述真空镀膜空间内的第一离子束或第二离子束内的镀膜微粒移动方向与速度发生变化；

PID控制系统，用于发送指令至所述偏转组件以调节所述偏转组件产生的磁场大小。

2.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述离子源发射组件包括基座、至少两个第一磁力发生组件与至少两个第二磁力发生组件；所述基座具有容纳腔以及与所述容纳腔相连通的开口，所述开口用于设置第一靶材，所述容纳腔的内部沿中心至外沿包括内环区与外环区，所述内环区与所述外环区之间具有间隙；所述第一磁力发生组件间隔设置于所述内环区；所述第二磁力发生组件，间隔设置于所述外环区，所述第二磁力发生组件产生的磁极与所述第一磁力发生组件产生的磁极相反。

3.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述多弧源发生组件包括靶材座、安装座、活动杆、引弧针与复位组件；所述靶材座与安装座均设置于腔体，所述引弧针与活动杆连接，所述活动杆可相对于所述安装座运动，以带动所述引弧针相对所述安装座活动，所述引弧针用于与靶材座所容纳的第二靶材抵接以引燃电弧；所述复位组件设置于安装座与活动杆之间，所述复位组件用于驱动活动杆朝远离靶材的方向复位运动。

4.根据权利要求3所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述活动杆的外壁套设有波纹管，所述波纹管的一端密封连接于所述安装座，所述波纹管的另一端与所述活动杆密封连接，当所述活动杆相对所述安装座移动时，所述波纹管在所述活动杆的带动下伸缩运动。

5.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述偏转组件包括第三磁力发生组件与第四磁力发生组件，所述第三磁力发生组件与所述第四磁力发生组件分别设置在所述腔体的两侧，所述第三磁力发生组件所产生的磁力与所述第四磁力发生组件所产生的磁力的大小不同。

6.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第三磁力发生组件包括第二线圈，所述第四磁力发生组件包括第三线圈，所述第二线圈与所述第三线圈串联，所述第二线圈的缠绕匝数大于所述第三线圈的缠绕匝数。

7.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述腔体包括第一框体与第二框体，所述第二框体可相对于所述第一框体开合；当第二框体相对所述第一框体闭合时，所述第一框体与所述第二框体之间形成真空镀膜空间。

8.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述腔体内层设置有屏蔽板，所述屏蔽板与所述腔体内壁之间形成隔热层，所述隔热层用于减小所述真空镀膜空间对所述壳体的热辐射。

9.一种镀膜方法，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的真空镀膜设备进行真空镀膜，包括以下步骤：

对所述真空镀膜空间进行加热；

将还原性气体通入所述真空镀膜空间内以对工件进行清洗，并排出所述还原性气体；

将工作气体通入所述真空镀膜空间以对工件表面进行刻蚀；

所述离子源发射模组发射第一离子束，所述PID控制系统发送指令调节偏转组件产生的磁场大小以调节，以对工件表面进行进一步刻蚀；

所述多弧源发生组件发射第二离子束，所述PID控制系统发送指令调节偏转组件产生的磁场大小以调节，以对工件表面进行镀膜。

10.根据权利要求9所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述对真空镀膜空间进行加热时，温度为530℃-550℃；

和/或，所述还原性气体为氢气；

和/或，所述工作气体为氩气。

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