CN114517287A - 一种高功率脉冲磁控溅射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高功率脉冲磁控溅射装置，包括机柜和设置于机柜内部的脉冲磁控溅射装置，所述脉冲磁控溅射装置包括与机柜相连的基座、与基座相连的电极和套设在电极外部的连接组件，具体涉及脉冲磁控溅射装置技术领域。该高功率脉冲磁控溅射装置，通过在连接套的内部设置卡合组件和传动组件，在安装或者拆卸电极时，从而使卡合头在电极轴向的方向抬升或降低，当卡合头抬升时。卡合片会与台阶相接触，由于卡合片通过铰链与片座铰接，且卡合片有一定角度，故卡合片会向外扩展开并卡住台阶，同理，当卡合头下降时，卡合片会与台阶脱离，可快速将电极从基座取下，有效提升了脉冲磁控溅射装置的工作效率和产量。
Description
技术领域
本发明属于脉冲磁控溅射装置技术领域，具体涉及一种高功率脉冲磁控溅射装置。
背景技术
磁控溅射是在溅射的基础上，运用靶板材料自身的电场与磁场的相互电磁交互作用，在靶板附近添加磁场，使得二次电离出更多的离子，增加溅射效率。这种技术应用于材料镀膜。其中高功率脉冲磁控溅射近来使用较为普遍。磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，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基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移，简称EXB漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程，和靶原子碰撞，把部分动量传给靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量，离开靶被溅射出来。它的主要特点是离化率高，堆积致密，镀膜性能好。高功率，顾名思义，是用非常高的电压产生的脉冲撞击靶材表面而使得靶材离化率大幅增加的技术，但是发射高功率脉冲是对电极的一个考验，所以，这种高功率的发射不是连续的，而是在电极的可承受范围内断续而高频的发射，这种方法既增加了靶材的离化率，又相对延长了电极的使用寿命。由于击中基体的带正电荷的粒子能量和方向均受到施加于基体的负电压(偏压)的有利影响，因此，高的靶材金属离化率相对于传统方法，使涂层结构和特点上得到了改进。
由于高功率脉冲磁控溅射装置在工作的过程中对电极的损耗较大，因此电极需要经常更换以满足高功率脉冲磁控溅射装置的产出，但现有的高功率脉冲磁控溅射装置缺乏电极的快速更换装置，导致高功率脉冲磁控溅射装置的工作效率有待提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率脉冲磁控溅射装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高功率脉冲磁控溅射装置，包括机柜和设置于机柜内部的脉冲磁控溅射装置，所述脉冲磁控溅射装置包括与机柜相连的基座、与基座相连的电极和套设在电极外部的连接组件，所述连接组件包括连接套、紧固装置、卡合组件和传动组件；所述卡合组件包括卡合头，所述基座的一侧开设有容置电极的电极孔和设置在电极孔外侧的台阶，所述卡合头通过螺杆与连接套螺合连接，所述卡合头包括设置于螺杆一端的头座、片座和设置于片座内部的卡合片，所述头座通过铰链与片座铰接，所述卡合片与台阶活动连接。
优选的，所述传动组件包括第一齿圈、第二齿圈、电机和传动轮，所述第一齿圈通过连接臂与第二齿圈固定连接，所述电机固定安装于连接套的外部，所述电机通过传动轮与第二齿圈啮合连接，所述螺杆远离卡合头的一端与齿轮固定连接。
优选的，所述机柜的内部设置有工作台和滑屉，所述工作台与滑屉滑动连接。
优选的，所述连接套的内部开设有轮槽，所述轮槽的内部设置有滚轮，所述滚轮与电极滚动连接。
优选的，所述紧固装置包括螺栓和吸盘，所述螺栓与连接套螺合连接，所述吸盘设置于螺栓靠近电极的一端。
优选的，所述机柜的侧壁开设有丝杠和丝杠套的升降槽，所述丝杠的两端均通过轴承与升降槽转动连接，所述丝杠套套设于丝杠的外部，所述丝杠套与滑屉固定连接。
优选的，所述连接套的外侧套设有绝缘圈。
优选的，所述电极呈圆形阵列分布，所述电极与电极孔一一对应。
优选的，所述机柜的一侧铰接有门体。
优选的，所述升降槽的外侧套设有防护罩。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)、该高功率脉冲磁控溅射装置，通过在连接套的内部设置卡合组件和传动组件，在安装或者拆卸电极时，通过正转或反转传动轮带动第二齿圈转动后、第二齿圈带动与其相连接的第一齿圈转动、第一齿圈继而带动齿轮转动，可使齿轮带动螺杆与螺杆啮合的连接套转动，从而使卡合头在电极轴向的方向抬升或降低，当卡合头抬升时。卡合片会与台阶相接触，由于卡合片通过铰链与片座铰接，且卡合片有一定角度，故卡合片会向外扩展开并卡住台阶，同理，当卡合头下降时，卡合片会与台阶脱离，可快速将电极从基座取下，有效提升了脉冲磁控溅射装置的工作效率和产量。
(2)、该高功率脉冲磁控溅射装置，通过设置有轮槽和滚轮，当电极与连接套安装或拆卸时，通过滚轮可减小电极与连接套的摩擦程度，不仅可避免电极与连接套卡死，也可以提升连接套与电极的安装或者拆卸速率。
(3)、该高功率脉冲磁控溅射装置，通过设置有丝杠和丝杠套，且丝杠的两端通过轴承与升降槽转动连接，当工作台需要改变高度以调整工件的镀膜厚度时，通过人员按动或抬动工作台即可实现，操作简单。
附图说明
图1为本发明机柜的前视图；
图2为本发明脉冲磁控溅射装置的拆分结构示意图；
图3为本发明电极和连接组件的装配图；
图4为本发明连接套内部结构的示意图；
图5为本发明卡合组件的结构示意图；
图6为本发明传动组件的结构示意图；
图7为本发明卡合头的结构示意图；
图8为本发明机柜的后视图；
图中：1、机柜；11、工作台；12、滑屉；13、门体；14、升降槽；15、丝杠；16、丝杠套；17、防护罩；2、脉冲磁控溅射装置；3、基座；31、电极孔；32、台阶；4、电极；5、连接组件；51、连接套；511、轮槽；512、滚轮；52、紧固装置；521、吸盘；522、螺栓；6、绝缘圈；7、卡合组件；71、卡合头；711、头座；712、铰链；713、片座；714、卡合片；72、螺杆；73、齿轮；8、传动组件；81、第一齿圈；82、连接臂；83、第二齿圈；84、电机；85、传动轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图8所示，本发明提供如下技术方案：一种高功率脉冲磁控溅射装置，包括机柜1和设置于机柜1内部的脉冲磁控溅射装置2，脉冲磁控溅射装置2包括与机柜1相连的基座3、与基座3相连的电极4和套设在电极4外部的连接组件5，连接组件5包括连接套51、紧固装置52、卡合组件7和传动组件8；卡合组件7包括卡合头71，基座3的一侧开设有容置电极4的电极孔31和设置在电极孔31外侧的台阶32，卡合头71通过螺杆72与连接套51螺合连接，卡合头71包括设置于螺杆72一端的头座711、片座713和设置于片座713内部的卡合片714，头座711通过铰链712与片座713铰接，卡合片714与台阶32活动连接。
进一步的，传动组件8包括第一齿圈81、第二齿圈83、电机84和传动轮85，第一齿圈81通过连接臂82与第二齿圈83固定连接，电机84固定安装于连接套51的外部，电机84通过传动轮85与第二齿圈83啮合连接，螺杆72远离卡合头71的一端与齿轮73固定连接。
进一步的，机柜1的内部设置有工作台11和滑屉12，工作台11与滑屉12滑动连接。
进一步的，连接套51的内部开设有轮槽511，轮槽511的内部设置有滚轮512，滚轮512与电极4滚动连接。
进一步的，紧固装置52包括螺栓522和吸盘521，螺栓522与连接套51螺合连接，吸盘521设置于螺栓522靠近电极4的一端。
进一步的，机柜1的侧壁开设有丝杠15和丝杠套16的升降槽14，丝杠15的两端均通过轴承与升降槽14转动连接，丝杠套16套设于丝杠15的外部，丝杠套16与滑屉12固定连接。
进一步的，连接套51的外侧套设有绝缘圈6。
更进一步的，电极4呈圆形阵列分布，电极4与电极孔31一一对应。
具体的，机柜1的一侧铰接有门体13。
值得说明的是，升降槽14的外侧套设有防护罩17。
工作时，首先取出电极4，然后将连接套51套设在电极4的外侧，在连接套51与电极4连接的过程中，连接套内部的滚轮512会与电极4发生滚动摩擦，减少连接套51与电极4磕碰导致电极4损坏的问题，当电极4与连接套51连接完毕后，通过转动螺栓522使吸盘521将电极4吸附住，可实现电极4与连接套51的固定作业；
然后将电极4的一端对准电极孔31插入使电极4与基座3相连，接着驱动电机84转动使电机84带动传动轮85转动，在此过程中，无论是将电极4与基座3相连或者脱离，通过正转或反转电机84改变传动轮85方向，使传动轮85带动第二齿圈83转动、第二齿圈83带动与其相连接的第一齿圈81转动、第一齿圈81继而带动齿轮73转动，又因为齿轮73与螺杆72相连，齿轮73转动可使螺杆72与螺杆72啮合的连接套51转动，从而使卡合头71在电极4轴向的方向抬升或降低，当卡合头71抬升时。卡合片714会与台阶32相接触，在接触的过程中，由于卡合片714通过铰链712与片座713铰接，且卡合片714有一定角度，故卡合片714会向外扩展开并卡住台阶32，使带有连接套51的电极4安装在基座3上，同理，当卡合头71下降时，卡合片714会与台阶32脱离，此时可快速将电极4从基座3取下，有效提升了电极4的安装和拆卸效率；
当工作台11需要改变高度以调整工件的镀膜厚度时，由于设置有丝杠15和丝杠套16，且丝杠15的两端通过轴承与升降槽14转动连接、丝杠套16与滑屉12固定连接，此时可通过人员按动或抬动工作台11即可使丝杠套16带动滑屉12、滑屉12带动工作11沿着丝杠15轴向运动，便可实现工作台11高度的调节作业。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：
包括机柜(1)和设置于机柜(1)内部的脉冲磁控溅射装置(2)，所述脉冲磁控溅射装置(2)包括与机柜(1)相连的基座(3)、与基座(3)相连的电极(4)和套设在电极(4)外部的连接组件(5)，所述连接组件(5)包括连接套(51)、紧固装置(52)、卡合组件(7)和传动组件(8)；
所述卡合组件(7)包括卡合头(71)，所述基座(3)的一侧开设有容置电极(4)的电极孔(31)和设置在电极孔(31)外侧的台阶(32)，所述卡合头(71)通过螺杆(72)与连接套(51)螺合连接，所述卡合头(71)包括设置于螺杆(72)一端的头座(711)、片座(713)和设置于片座(713)内部的卡合片(714)，所述头座(711)通过铰链(712)与片座(713)铰接，所述卡合片(714)与台阶(32)活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述传动组件(8)包括第一齿圈(81)、第二齿圈(83)、电机(84)和传动轮(85)，所述第一齿圈(81)通过连接臂(82)与第二齿圈(83)固定连接，所述电机(84)固定安装于连接套(51)的外部，所述电机(84)通过传动轮(85)与第二齿圈(83)啮合连接，所述螺杆(72)远离卡合头(71)的一端与齿轮(73)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述机柜(1)的内部设置有工作台(11)和滑屉(12)，所述工作台(11)与滑屉(12)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述连接套(51)的内部开设有轮槽(511)，所述轮槽(511)的内部设置有滚轮(512)，所述滚轮(512)与电极(4)滚动连接。
5.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述紧固装置(52)包括螺栓(522)和吸盘(521)，所述螺栓(522)与连接套(51)螺合连接，所述吸盘(521)设置于螺栓(522)靠近电极(4)的一端。
6.根据权利要求1和3所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述机柜(1)的侧壁开设有丝杠(15)和丝杠套(16)的升降槽(14)，所述丝杠(15)的两端均通过轴承与升降槽(14)转动连接，所述丝杠套(16)套设于丝杠(15)的外部，所述丝杠套(16)与滑屉(12)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述连接套(51)的外侧套设有绝缘圈(6)。
8.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述电极(4)呈圆形阵列分布，所述电极(4)与电极孔(31)一一对应。
9.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述机柜(1)的一侧铰接有门体(13)。
10.根据权利要求6所述的一种高功率脉冲磁控溅射装置，其特征在于：所述升降槽(14)的外侧套设有防护罩(17)。
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