CN115261801A - 渗镀一体镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及真空镀膜技术领域，尤其是涉及一种渗镀一体镀膜装置。该渗镀一体镀膜装置包括渗镀模组，渗镀模组包括镀膜室、镀膜弧源、阳极构件、第一引弧机构和离子枪；镀膜弧源、第一引弧机构和离子枪均与镀膜室相连接，镀膜室的内部设置有用于放置工件的容置工位，阳极构件设置于容置工位的背离于离子枪的侧部，工作空间用于通入渗氮用氮气或者镀膜反应气体，第一引弧机构对应离子枪设置，以使离子枪朝向阳极构件出射热电子束。该渗镀一体镀膜装置能够对工件进行渗氮和镀膜处理，使得氮离子渗透至工件的内部，以达到增大工件硬度的目的，处理得到的工件的膜层性能以及整体硬度性能均大幅提高。

Description

渗镀一体镀膜装置

技术领域

本申请涉及真空镀膜技术领域，尤其是涉及一种渗镀一体镀膜装置。

背景技术

真空离子镀膜是指在真空气氛中利用蒸发源或溅射靶使膜材蒸发或溅射，蒸发或溅射出来的一部分粒子在气体放电空间中电离成金属离子，这些粒子在电场作用下沉积到基体上生成薄膜的一种过程。

但是，目前的真空离子镀膜机普遍存在功能单一，通常仅具有镀膜功能，导致某些工件仅膜层硬度高，而内部的工件硬度不足，进而导致镀膜后的工件整体性能尚不理想。

发明内容

本申请的目的在于提供一种渗镀一体镀膜装置，以在一定程度上解决现有技术中存在的镀膜后膜层内部的工件硬度不足导致工件整体性能尚不理想的技术问题。

本申请提供了一种渗镀一体镀膜装置，包括：

渗镀模组，所述渗镀模组包括镀膜室、镀膜弧源、阳极构件、第一引弧机构和离子枪；

所述镀膜弧源、所述第一引弧机构和所述离子枪均与所述镀膜室相连接，所述镀膜室的内部形成工作空间，所述工作空间包括用于放置工件的容置工位，所述阳极构件设置于所述容置工位的背离于所述离子枪的侧部，所述工作空间用于通入渗氮用氮气或者镀膜反应气体，所述第一引弧机构对应所述离子枪设置，以使所述离子枪朝向所述阳极构件出射热电子束。

在上述技术方案中，进一步地，所述渗镀一体镀膜装置还包括：

抽真空模组，所述抽真空模组与所述镀膜室相连接，以对所述镀膜室进行抽真空处理；

水冷模组，所述水冷模组能够向所述抽真空模组和所述渗镀模组供给冷却流体；

电源模组，所述电源模组能够向所述渗镀模组、所述抽真空模组和所述水冷模组供电；

电控模组，所述电控模组与所述电源模组、所述水冷模组、所述抽真空模组和所述渗镀模组相电连接，所述电控模组能够对所述电源模组、所述水冷模组、所述抽真空模组和所述渗镀模组进行协同控制。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述离子枪包括主体、第一电极、第二电极和钨丝；

所述主体连接于所述镀膜室，所述主体的内部开设有发生腔，所述主体开设朝向所述容置工位并与所述发生腔相连通的射流口；

所述第一电极和所述第二电极均设置于所述主体，所述第一电极的一端和所述第二电极的一端分别用于与电源的正极和负极相电连接，所述第一电极的另一端和所述第二电极的另一端伸入到所述发生腔内，所述钨丝设置于所述发生腔内且电连接于所述第一电极和所述第二电极之间。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体包括固定主体部和活动主体部，所述固定主体部开设有发生槽，所述第一电极和所述第二电极设置于所述活动主体部，所述活动主体部与所述固定主体部可拆卸地连接，以使所述发生槽能够被所述活动主体部封盖并形成所述发生腔。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体还包括紧固连接构件和铰接构件；

所述铰接构件连接于所述固定主体部的一端与所述活动主体部的一端之间；

所述紧固连接构件可拆卸地连接于所述固定主体部与所述活动主体部之间；

和/或，所述固定主体部的侧壁的内部开设有第一冷却槽道；

所述活动主体部的侧壁的内部开设有第二冷却槽道。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述渗镀模组还包括刻蚀弧源，所述刻蚀弧源与所述镀膜室相连接，所述刻蚀弧源和所述阳极构件相对应地设置于所述容置工位的同一侧；

所述镀膜室包括顶板、底板和侧部筒体，侧部筒体包括呈八边形连接的八个侧板，顶板和底部分别封盖于侧部筒体的顶端开口和底端开口。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述离子枪的数量为多个，所述第一引弧机构的数量为多个，多个所述第一引弧机构与多个所述离子枪一一对应地设置；

多个所述离子枪形成所述离子枪组，所述离子枪组的数量为至少一个，每个所述离子枪组内的多个所述离子枪设置于同一个所述侧板上并沿所述镀膜室的高度方向顺次间隔排布；

所述刻蚀弧源的数量为多个，多个所述刻蚀弧源形成刻蚀弧源组，所述刻蚀弧源组的数量为至少一个，每个所述刻蚀弧源组内的多个所述刻蚀弧源设置于同一个所述侧板上并沿所述镀膜室的高度方向顺次间隔排布；

所述镀膜弧源的数量为多个，多个所述镀膜弧源形成镀膜弧源组，所述镀膜弧源组的数量为至少一个，每个所述镀膜弧源组内的多个镀膜弧源设置于同一个所述侧板上并沿镀膜室的高度方向顺次间隔排布。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述八个侧板包括顺次围接的第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、第五侧板、第六侧板、第七侧板和第八侧板；

所述刻蚀弧源组的数量为一个，所述离子枪组的数量为一个，所述刻蚀弧源组与所述离子枪组分别设置于相面对的第一侧板和第五侧板上，所述第三侧板设置有真空抽气口，所述第七侧板设置有加热构件；

所述镀膜弧源组的数量为四组，四组所述镀膜弧源组分别设置于第二侧板、第四侧板、第六侧板和第八侧板。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述渗镀模组还包括多个第二引弧机构，多个所述第二引弧机构一一对应地设置于所述刻蚀弧源的侧部和所述镀膜弧源的侧部。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二引弧机构包括固定座组件、引弧针和驱动组件；

所述固定座组件的一端与所述镀膜室相连接，所述引弧针与所述固定座组件的另一端活动连接并位于所述工作空间内；

所述驱动组件连接于所述固定座组件与所述引弧针之间，并能够驱动所述引弧针相对于所述固定座组件移动，以使所述引弧针靠近或远离所述刻蚀弧源或所述镀膜弧源。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述引弧针的长度方向的两端分别为第一端和第二端，所述引弧针的第一端与所述固定座组件可转动地连接；

所述驱动组件包括直线驱动构件、引弧电杆和传动组件；

所述固定座组件开设有第一通孔，所述引弧电杆的一端可移动地穿设于所述第一通孔内并在所述第一通孔内与所述直线驱动构件相连接；

所述传动组件连接于所述引弧电杆与所述引弧针的第一端之间，并能够将所述引弧电杆的直线运动转化为所述引弧针的转动，以使所述引弧针的第二端靠近或远离所述刻蚀弧靶。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述传动组件包括齿条、齿轮和连接轴；

所述齿条的一端与所述引弧电杆相连接，所述齿条与所述齿轮相啮合；

所述连接轴的轴向的一端与所述固定座组件相枢接，所述连接轴的轴向的另一端与所述齿轮相连接；

所述引弧针的第二端与所述连接轴相连接，以使所述引弧针随所述连接轴在所述齿轮的带动下发生转动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述引弧针包括本体段和折弯段，所述本体段的一端与所述固定座组件相连接，所述本体段的另一端与所述折弯段相连接，且所述折弯段相对于所述本体段朝向所述刻蚀弧源的弧靶或者所述镀膜弧源的弧靶弯折。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述镀膜弧源和所述刻蚀弧源均还包括弧靶、磁场发生机构和绝缘连接组件；

所述绝缘连接组件与所述镀膜室相连接，所述弧靶连接于所述绝缘连接组件的位于所述工作空间内的部分；

所述磁场发生机构可拆卸地连接于所述绝缘连接组件的位于所述镀膜室外侧的部分，所述磁场发生机构包括多个磁场发生组件，多个所述磁场发生组件分别产生不同分布规律的磁场，以使所述磁场发生机构能够产生作用于所述弧靶的复合磁场。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述镀膜弧源的磁场发生机构包括第一磁场发生组件、第二磁场发生组件和第三磁场发生组件；

所述刻蚀弧源的磁场发生机构包括所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一磁场发生组件呈与所述弧靶的同轴设置的环形，所述第一磁场发生组件包括多个第一磁体，多个所述第一磁体呈环形排布，所述第一磁体沿所述环形的径向的一端为N极且另一端为S极。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二磁场发生组件呈与所述弧靶的同轴设置的环形，所述第二磁场发生组件包括多个第二磁体，多个所述第二磁体呈环形排布，所述第二磁体沿所述环形的轴向的一端为N极且另一端为S极。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第三磁场发生组件包括相对于所述绝缘连接组件活动连接的线圈架以及套设于所述线圈架上的电磁线圈；

所述第二磁场发生组件设置于所述线圈架上并间隔地套设于所述电磁线圈的外侧，以使所述电磁线圈和所述第二磁场发生组件能够随所述线圈架相对于所述第一磁场发生组件发生移动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述镀膜弧源和所述刻蚀弧源还包括第一调节驱动组件和第二调节驱动组件；

所述第一调节驱动组件与所述第一磁场发生组件相连接，并能够驱动所述第一磁场发生组件沿所述环形的轴向往复移动；

所述第二调节驱动组件与所述线圈架相连接，并能够驱动所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件沿所述环形的轴向往复移动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一调节驱动组件包括驱动缸，所述驱动缸的缸体与所述绝缘连接组件相对固定地设置，所述驱动缸的缸杆与所述第一磁场发生组件相连接，以使所述驱动缸能够驱动所述第一磁场发生组件运动至第一位置或第二位置；

所述第二调节驱动组件包括电机和传动螺杆，所述电机与所述绝缘连接组件相对固定地设置，所述传动螺杆的一端与所述电机的输出轴相连接，所述传动螺杆的另一端与所述线圈架相螺接，以使所述电机通过所述传动螺杆能够驱动所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件运动至第三位置和第四位置之间的任意位置。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的渗镀一体镀膜装置包括渗镀模组，渗镀模组通过镀膜弧源对工件的表面进行镀膜处理，并通过阳极构件、第一引弧机构和离子枪对工件的内部进行渗氮处理，具体而言，第一引弧机构使得离子枪向阳极构件出射热电子束，并使得热电子束扫过工件，热电子束将镀膜室内的渗氮反应气体氮气电离为氮离子并渗透至工件的内部，以达到加强工件硬度的目的，从而通过该渗镀一体镀膜装置能够对工件进行渗氮和镀膜处理，处理得到的工件的内部性能、膜层性能以及整体性能均得以大幅提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的渗镀一体镀膜装置的第一结构示意图；

图2为本申请实施例提供的渗镀一体镀膜装置的第二结构示意图；

图3为图2在A处的局部放大图；

图4为本申请实施例提供的渗镀一体镀膜装置的离子枪的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的镀膜室的侧部筒体的主体段的第一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的镀膜室的侧部筒体的主体段的第二结构示意图；

图7为本申请实施例提供的镀膜室的侧部筒体的主体段的第三结构示意图；

图8为本申请实施例提供的镀膜室的门体段的第一结构示意图；

图9为本申请实施例提供的镀膜室的门体段的第二结构示意图；

图10为本申请实施例提供的第二引弧机构的第一结构示意图；

图11为本申请实施例提供的第二引弧机构的第二结构示意图；

图12为本申请实施例提供的第二引弧机构的第三结构示意图；

图13为本申请实施例提供的镀膜弧靶的结构示意图。

附图标记：

1-渗镀模组；100-侧部筒体；1001-第一侧板；1002-第二侧板；1003-第三侧板；1004-第四侧板；1005-第五侧板；1006-第六侧板；1007-第七侧板；101-顶板；102-抽气口；11-离子枪；110-主体；1100-发生腔；1101-固定主体部；1102-活动主体部；1103-紧固连接构件；1104-铰接构件；1105-第一冷却槽道；1106-第二冷却槽道；111-第一电极；112-第二电极；113-钨丝；12-刻蚀弧源；13-镀膜弧源；130-绝缘连接组件；1301-连接法兰；1302-壳体；131-第一磁场发生组件；132-第二磁场发生组件；133-第三磁场发生组件；134-第一调节驱动组件；1340-驱动缸的缸杆；1341-驱动缸的缸体；135-第二调节驱动组件；1350-电机；1351-传动螺杆；136-屏蔽罩；137-弧靶；138-第三电极；14-第一引弧机构；15-第二引弧机构；150-引弧针；1500-本体段；1501-折弯段；151-固定座组件；1510-第一通孔；1521-引弧电杆；1522-齿条；1523-齿轮；1524-连接轴；16-阳极构件；2-抽真空模组；3-水冷模组；4-电控模组；5-电源模组。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。

参见图1至图13所示，本申请的实施例提供了一种渗镀一体镀膜装置包括渗镀模组1、水冷模组3、电控模组4、抽真空模组2、电源模组5和工件转架。

其中，渗镀模组1用于对工件至少进行渗氮和镀膜处理，进一步地，为了提高镀膜的膜层结合力，还用于对工件进行刻蚀处理。进一步地，渗镀模组1包括镀膜室、工件转架、刻蚀弧源12、镀膜弧源13、阳极构件16、第一引弧机构、第二引弧构件和离子枪11。

镀膜弧源13、刻蚀弧源12、第一引弧机构和离子枪11均与镀膜室相连接，镀膜室的内部中空，以形成工作空间，工作空间用于通入反应气体，反应气体可以为刻蚀反应气体、渗氮反应气体或者镀膜反应气体，具体而言，先通过抽真空模组2对工作空间进行抽真空，使得镀膜室的内部形成洁净的真空环境，然后再通过充气机构，向工作空间内充入反应气体，其中，反应气体的种类可以根据镀膜工艺以及工作进程进行选择，例如可以向工作空间通入氩气、氮气或者乙炔等作为镀膜反应气体，再例如向工作空间通入氮气作为刻蚀反应气体或者渗氮反应气体。

工作空间包括用于放置工件的容置工位，阳极构件16设置于容置工位的背离于离子枪11的侧部，刻蚀弧源12和阳极构件16相对应地设置于容置工位的同一侧，工作空间用于通入渗氮用氮气、刻蚀反应气体或者镀膜反应气体，第一引弧机构对应离子枪11设置，以使离子枪11朝向阳极构件16出射热电子束。

其中，阳极构件16包括阳极电极以及用于支撑阳极电极的阳极座。

采用刻蚀弧源12对工件进行刻蚀处理，以在镀膜处理之前对工件表面的杂质进行清洁以及粗糙处理等，有利于提高镀膜得到的膜层与工件表面之间的结合力。刻蚀弧源12的工作原理为：刻蚀弧源12、挡板和阳极构件16配合使用，阳极构件16和刻蚀弧源12分别接通同一电源的阳极和阴极，刻蚀弧源12被第二引弧机构15点燃后，离子和电子同时出射，挡板罩设于刻蚀弧源12的外侧并位于阳极构件16和刻蚀弧源12之间，挡板将离子阻拦而不能阻拦电子，使得电子穿过挡板朝向阳极构件16出射，从而在电子朝向阳极构件16出射的过程中对工件的表面进行溅射和轰击，以达到对于工件表面进行刻蚀处理的目的。

可选地，刻蚀弧源12的弧靶的靶材例如可以为钛、铬等单质靶材。

采用离子枪11对工件进行渗氮处理，以在镀膜之前对工件的内部的硬度进行加强，有利于提高镀膜后得到的带有膜层的工件整体的硬度以及整体性能。离子枪11的工作原理为：离子枪11、第一引弧机构14与阳极构件16配合使用，第一引弧机构14连通高压电源以起到高压引弧的作用，离子枪11在第一引弧机构14的高压引弧作用下，能够向阳极构件16出射热电子束，热电子束能够扫过容置工位处的工件，并将工作空间内的渗氮反应气体氮气电离为氮离子，并且氮离子渗透至工件的内部，从而通过对工件进行渗氮提高工件的硬度。其中，刻蚀弧源12与离子枪11共用阳极构件16。

采用镀膜弧源13对工件进行镀膜处理，镀膜弧源13的基本工作原理基于冷阴极真空弧光放电理论。镀膜室和镀膜弧源13分别接通同一个电源的阳极和阴极，在镀膜弧源13被点燃真空电弧后，就会在镀膜弧源13的弧靶表面出现一些不连续、大小和形状多样且明亮的斑点，这些弧斑在镀膜弧源13的弧靶137表面迅速地做不规则游动，一些弧斑熄灭时，又有一些弧斑在其他部位形成，使得弧靶137能够维持电弧燃烧，从而镀膜弧源13的弧靶137在弧斑处向镀膜空间内发射靶材蒸汽，其中，每发射10个电子就可发射1个金属原子，然后这些原子再被电离成能量很高的正离子，正离子在镀膜室内运行时与其他离子(镀膜反应气体离子)结合后沉积在工件表面形成镀层。

可选地，镀膜弧源13的弧靶137材质例如可以为钛、铬等单质靶材、二元靶材、三元靶材或者更多元靶材等。

具体而言，该渗镀一体镀膜装置先通过刻蚀弧源12配合挡板和阳极构件16对工件表面进行刻蚀处理，再通过离子枪11配合第一引弧机构14和阳极构件16对工件进行渗氮处理，再通过镀膜弧源13进行打底膜层以及功能膜层的沉积镀膜，以使该渗镀一体镀膜装置适用于滚刀、棒状铣刀、微钻、刀粒以及锯片等的镀膜。

本实施例中，工件转架设置在镀膜室的内部，具体而言，工件转架放置在容置工位，再将工件放置在工件转架上，从而通过工件转架对工件进行悬挂和转动，进而确保工件渗氮、刻蚀以及镀膜的均匀性。

本实施例中，偏压机构用于向待镀膜工件引入偏压，以使得更多的电子朝向工件运动，具体而言，偏压机构包括绝缘保护、引入电极和接线板，其中，绝缘保护贯穿底板，引入电极设置于绝缘保护内，引入电极的一端于底板的底侧接通负压，引入电极的另一端通过接线板与工件转架上的挂具相导通，从而通过工件转架上的挂具将负压引入工件，带有负电的工件能够对刻蚀弧源12和离子枪11出射的电子进行吸附，从而使得电子对于工件的轰击概率和轰击效率均得以大幅提高。

本实施例中，离子枪11包括主体110、第一电极111、第二电极112和钨丝113。

主体110连接于镀膜室，主体110的内部开设有发生腔1100，主体110开设朝向容置工位并与发生腔1100相连通的射流口，可以理解的是，射流口的口径小于发生腔1100的内径，以确保射流口起到引导热电子成束出射的目的。

第一电极111和第二电极112均设置于主体110，第一电极111的一端和第二电极112的一端分别用于与电源的正极和负极相电连接，第一电极111的另一端和第二电极112的另一端伸入到发生腔1100内，钨丝113设置于发生腔1100内且电连接于第一电极111和第二电极112之间。

通过第一电极111和第二电极112对钨丝113进行通电加热，使钨丝113在发生腔1100内产生热电子，热电子在发生腔1100内蓄积并充满发电腔，与高压电相连接的第一引弧机构14对发生腔1100内的热电子进行引弧，使得热电子经由射流口以热电子束的形式向工作空间出射。

可选地，第一电极111和第二电极112成组设置，离子枪11可以包括两组第一电极111和第二电极112，其中一组用于使用，另一组用于备用。本实施例中，由于离子枪11的钨丝113是消耗品，经常需要换新，为了便于更换钨丝113，因而将主体110设置为可拆卸结构，便于对钨丝113进行更换。具体而言，主体110包括固定主体部1101和活动主体部1102，固定主体部1101用于与镀膜室相连接，固定主体部1101开设有发生槽，第一电极111和第二电极112设置于活动主体部1102，从而钨丝113通过第一电极111和第二电极112与活动主体部1102连接成为一体结构。

活动主体部1102与固定主体部1101可拆卸地连接，一方面在活动主体部1102与固定主体部1101相连接的状态下，钨丝113伸入到发生槽内，发生槽能够被活动主体部1102封盖并形成发生腔1100，且钨丝113处于发生腔1100内，以供热电子蓄积从而成束出射；另一方面固定主体部1101与镀膜室相连接，从而仅将活动主体部1102相对于固定主体部1101进行拆卸，即可将钨丝113从发生槽取出，从而便于对钨丝113进行换新，完成钨丝113换新后，再将活动主体部1102与固定主体部1101组装起来即可恢复使用。

本实施例中，为了便于提高离子枪11的主体110的可拆卸便利性，主体110还包括紧固连接构件1103和铰接构件1104。

铰接构件1104连接于固定主体部1101的一端与活动主体部1102的一端之间，从而使得固定主体部1101与活动主体部1102相铰接，紧固连接构件1103可拆卸地连接于固定主体部1101与活动主体部1102之间，以便于通过紧固连接构件1103将固定主体部1101与活动主体部1102相锁定或相解锁。具体而言，紧固连接构件1103可以为连接螺栓。

可以理解的是，紧固连接构件1103可以对固定主体部1101和活动主体部1102进行多点紧固，采用铰接构件1104能够提高二者的拆装效率，省去将活动主体部1102与固定主体部1101相对合的组装步骤。

本实施例中，为了避免固定主体部1101和活动主体部1102过热，固定主体部1101的侧壁的内部开设有第一冷却槽道1105，活动主体部1102的侧壁的内部开设有第二冷却槽道1106，冷却系统能够向第一冷却槽道1105和第二冷却槽道1106供给冷却流体，从而通过第一冷却槽道1105内的冷却流体对固定主体部1101进行液冷，通过第二冷却槽道1106内的冷却流体对活动主体部1102进行液冷。

关于镀膜室的结构，本实施例的可选方案中，镀膜室包括顶板101、底板和侧部筒体100。为了对镀膜室自身以及其内部的镀膜空间进行温控，镀膜室的外壁开设有的第三冷却槽道，冷却系统能够向第三冷却槽道内供给冷却流体，第三冷却槽道呈“较窄较高”的形状，能够减少冷却流体在第三冷却槽道内的滞留沉积，实现快进快出，提高冷却效果。可选地，在镀膜室的侧部筒体100、顶板101以及底板上均开设第三冷却槽道。

具体而言，可以将镀膜室的侧部筒体100设置为多边形结构，作为一种常用的结构，侧部筒体100包括呈八边形连接的八个侧板，顶板101和底板分别封盖于侧部筒体100的顶端开口和底端开口，从而将侧部筒体100的截面积设置为八边形，便于向侧部筒体100上安装镀膜弧源13、离子枪11和刻蚀弧源12等。

可选地，阳极构件16通过阳极座连接于顶板101上，阳极电极沿镀膜室的高度方向由上至下延伸。

基于以上对于镀膜室结构的描述，进一步地，描述镀膜弧源13、离子枪11和刻蚀弧源12相对于镀膜室的安装结构，本实施例的可选方案中，镀膜弧源13的数量、离子枪11的数量和刻蚀弧源12的数量均为多个，多个镀膜弧源13协同进行镀膜作业，多个离子枪11协同进行渗氮作业，多个刻蚀弧源12协同进行刻蚀作业，以提高镀膜效果、硬度加强效果和刻蚀效果。

每个镀膜弧源13和每个刻蚀弧源12一一对应地设置有反应气体供应管，反应气体供应管的进气端通过供气分配管路与充气机构相连通，以通过反应气体供应管向镀膜弧源13和刻蚀弧源12附近输送足量的反应气体，提高镀膜效果与刻蚀效果。

本实施例中，多个刻蚀弧源12形成刻蚀弧源组，例如两个、三个或四个等，刻蚀弧源组的数量为至少一组，每个刻蚀弧源组内的所有刻蚀弧源12设置于同一个侧板上并沿镀膜室的高度方向顺次间隔排布，从而能够提高每个刻蚀弧源组沿镀膜室的高度方向的刻蚀均匀性。

本实施例中，多个镀膜弧源13形成镀膜弧源组，例如两个、三个或四个，镀膜弧源组的数量为至少一组，每个镀膜弧源组内的所有镀膜弧源13设置于同一个侧板上并沿镀膜室的高度方向顺次间隔排布，从而提高每个镀膜弧源组沿镀膜室的高度方向的镀膜均匀性。

可以理解的是，多个镀膜弧源组可以单独使用或者组合使用，以满足不同的镀膜工艺需求。

具体而言，进一步地，根据反应气体以及每个镀膜弧源组的靶材选用不同，能够实现的膜层包括但不限于维氏硬度(HV)高达2900-3200的1-1.5μm厚的多层ZrN，维氏硬度(HV)高达2900-3200的2-3μm厚的TiAlN，维氏硬度(HV)高达3100-3400的2-2.5μm厚的TiAlN(高铝)，维氏硬度(HV)高达3200-3700的2-3μm厚的TiSiN，维氏硬度(HV)高达的3300-3700的2-3μm厚的AlSi，维氏硬度(HV)高达的3200-3500的3-4μm厚的AlCr-硅钨衬底，维氏硬度(HV)高达的3300-3700的4-5μm厚的AlCr-硼衬底，维氏硬度(HV)高达维氏硬度(HV)高达的3100-3300的4-5μm厚的AlCr，维氏硬度(HV)高达2200-2400的2-3μm厚的TiN等。

其中，以3-4μm厚的AlCr-硅钨衬底为例，可以将部分镀膜弧源组的靶材选择为硅化钨靶材，用于完成硅钨衬底膜层镀膜工序，将另一部分镀膜弧源组的靶材均选择为AlCr材质，用于完成功能膜层镀膜工序。再例如以4-5μm厚的AlCr-硼衬底为例，可以将部分镀膜弧源组的靶材选择为硼靶材，用以完成硼衬底膜层镀膜工序，将其余镀膜弧源组的靶材均选择为AlCr材质，用以完成功能膜层镀膜工序。又例如以2-3μm厚的TiN为例，可以将所有镀膜弧源13的靶材均选择为Zr靶材。

其中，上述膜层可以为单层或者多层，相应地，该渗镀一体镀膜装置一次完成膜层的沉积镀膜或者分层完成膜层的沉积镀膜。

本实施例中，第一引弧机构14的数量为多个，多个引弧机构与多个离子枪11一一对应地设置，从而通过多个引弧机构一一对应地对多个离子枪11进行高压引弧。

多个离子枪11形成离子枪11组，离子枪11组的数量为至少一个，每个离子枪11组内的多个离子枪11设置于同一个侧板上并沿镀膜室的高度方向顺次间隔排布，从而使得每个离子枪11组能够沿镀膜室的高度方向对转架上的工件实现全覆盖，提高渗氮处理沿镀膜室的高度方向的均匀性。

进一步地，结合转架对于工件的转动作用，能够沿镀膜室的周向提高对转架上的工件进行渗氮处理的均匀性。

具体而言，侧部筒体100包括八个侧板，八个侧板包括顺次围接的第一侧板1001、第二侧板1002、第三侧板1003、第四侧板1004、第五侧板1005、第六侧板1006、第七侧板1007和第八侧板，其中，第一侧板1001、第二侧板1002、第三侧板1003、第四侧板1004与第五侧板1005连接为一体以形成主体110段，第六侧板1006、第七侧板1007与第八侧板连接为一体以形成门体段。门体段与主体110段可开合地连接，以便于将门体段打开后相对于工作空间拆装工件转架。可选地，可以通过可升降的推车辅助完成工件转架的拆装，具体而言，推车包括车体以及设置于车体的叉臂，叉臂用于端起工件转架，叉臂可升降地设置于车体，以使工件转架能够相对于底板升降，从而在将叉臂伸入到工作空间内时，可以伸入到放置在底板上的工件转架下方并将其端起，或者将承托有工件转架的叉臂伸入到底板上并将工件转架落在底板上。

为了实现推车与镀膜室的精准对接，可以在镀膜室的下方设置导向槽，相应地，在推车的宽度方向的两侧设置导向轮，当导向轮与导向槽对接后，继续推动推车即可使得推车与镀膜室精准对接，使得工件转架相对于容置工位精准对位。

作为一个具体示例，刻蚀弧源组包括两个刻蚀弧源12，镀膜弧源组包括三个镀膜弧源13。刻蚀弧源组的数量为一组，离子枪11组的数量为一组，镀膜弧源组的数量为四组。刻蚀弧源组设置于第一侧板1001，离子枪11组设置于第五侧板1005，第一侧板1001与第五侧板1005相面对，以便于共用阳极构件16，第三侧板1003设置有真空抽气口102，抽真空模组2通过真空抽气口102与镀膜室相连接，从而对工作空间进行抽真空处理，第二侧板1002、第四侧板1004、第六侧板1006和第八侧板均一一对应地设置有镀膜弧源组，以通过四个镀膜弧源组协同进行镀膜，第七侧板1007设置有加热构件，以用于调节工作空间内的工作温度。

本实施例中，用于对镀膜弧源13和刻蚀弧源12进行引弧点燃的第二引弧机构15的数量为多个，多个第二引弧机构15一一对应地设置于刻蚀弧源12的侧部和镀膜弧源13的侧部，也就是说，每个刻蚀弧源12的侧部均设置有一个第二引弧机构15，每个镀膜弧源13的侧部均设置有一个第二引弧机构15。

第二引弧机构15包括固定座组件151、引弧针150和驱动组件。固定座组件151的一端与镀膜室相连接，引弧针150与固定座组件151的另一端活动连接并位于工作空间内，从而通过固定座组件151将引弧针150与镀膜室相连接，位于工作空间内的引弧针150与其对应点燃的刻蚀弧源12的弧靶或者镀膜弧源13的弧靶137相邻。

驱动组件连接于固定座组件151与引弧针150之间，并能够驱动引弧针150相对于固定座组件151移动，以使引弧针150靠近或远离刻蚀弧源12的弧靶或者镀膜弧源13的弧靶137。具体而言，当需要在弧靶137上点燃电弧的时候，通过驱动组件驱动引弧针150靠近弧靶137，并与弧靶137相接触，引弧针150和弧靶137均通电后，能够在弧靶137上点燃电弧，成功点燃电弧后，与第一引弧机构14需要持续在离子枪11的出射口进行高压引弧不同的是，刻蚀弧源12和镀膜弧源13被点燃电弧后，需要将引弧针150相对于弧靶137移开，从而通过驱动组件驱动引弧针150远离弧靶137。

本实施例中，驱动组件包括直线驱动构件、引弧电杆1521和传动组件，其中，直线驱动构件例如可以为直线电机或者驱动气缸等，从而实现直线驱动。

固定座组件151开设有第一通孔1510，引弧电杆1521的一端可移动地穿设于第一通孔1510内并在第一通孔1510内与直线驱动构件相连接，从而通过第一通孔1510对引弧电杆1521进行容纳和运动导向，使得直线驱动构件能够驱动引弧电杆1521沿第一通孔1510的轴向往复进行直线移动。

引弧电杆1521的一端用于接通外部电源，引弧针150的长度方向的两端分别为第一端和第二端，传动组件连接于引弧电杆1521与引弧针150的第一端之间，从而外接电源输入的电流经由引弧电杆1521和传动组件传输至引弧针150，使得引弧针150带电，其中，传动组件由导体制成。

传动组件能够将引弧电杆1521的直线运动转化为引弧针150的转动，以使引弧针150的第一端与固定座组件151可转动地连接，从而使得引弧针150以转动的方式实现靠近或远离弧靶137的运动。

作为传动组件的一种实施方式，传动组件包括齿条1522、齿轮1523和连接轴1524，齿条1522的一端与引弧电杆1521相连接，以使齿条1522随引弧电杆1521同步进行直线运动，齿条1522与齿轮1523相啮合，以使齿轮1523在齿条1522的驱动下发生转动。

连接轴1524的轴向的一端与固定座组件151相枢接，连接轴1524的轴向的另一端与齿轮1523相连接，从而连接轴1524相对于固定座组件151随齿轮1523同步枢转。

引弧针150的第二端与连接轴1524相连接，从而引弧针150随连接轴1524同步转动，也即引弧针150随连接轴1524在齿轮1523的带动下发生同步枢转。

这种齿轮1523齿条1522的传动方式，不仅便于精准控制引弧针150的转动幅度，而且相较于传统的丝杆传动结构，便于实现驱动，避免手动调节，简化了对引弧针150的调节操作，此外，实现了引弧针150以转动方式进行自动调节，相较于丝杆的直线驱动方式，可以使引弧针150在不使用的时候，避开弧靶137的作用范围，有利于延长引弧针150的使用寿命。

本实施例中，引弧针150包括本体段1500和折弯段1501，本体段1500的一端与固定座组件151相连接，本体段1500的另一端与折弯段1501相连接，且折弯段1501相对于本体段1500朝向弧靶137弯折。具体而言，本体段1500与固定座组件151相连接的端部为引弧针150的第一端，折弯段1501背离于本体段1500的端部为引弧针150的第二端。通过将引弧针150设置为包括本体段1500以及相对于本体段1500弯折的折弯段1501，能够减小引弧电杆1521的往复移动行程。

可选地，折弯段1501包括至少一个子折弯段，当子折弯段的数量为多个，多个子折弯段顺次朝向固定座组件151所在侧弯折。

可选地，第二引弧机构15还包括罩壳，罩壳罩设于齿条1522和齿轮1523的外侧，且罩壳开设有对应于引弧针150的豁槽，豁槽用于供引弧针150转动。

本实施例中，镀膜弧源13和刻蚀弧源12均包括绝缘连接组件130、磁场发生机构和弧靶137。

绝缘连接组件130与镀膜室相连接，具体而言，镀膜室开设有安装孔，安装孔内设置有靶座，绝缘连接组件130通过靶座与镀膜室相连接。

可选地，绝缘连接组件130包括用于与靶座紧固连接的连接法兰1301，以罩设于弧靶137和磁场发生机构的壳体1302，壳体1302与连接法兰相连接。

绝缘连接组件130的一端伸入到镀膜室的内部，也即伸入到工作空间内，弧靶137连接于绝缘连接组件130的位于工作空间内的一端，以将弧靶137固定在工作空间内，且绝缘连接组件130的绝缘特性，能够保证弧靶137的带电特性不与镀膜室的侧板产生干扰。

进一步地，为了将弧靶137与电源的阴极相接通，镀膜弧源13和刻蚀弧源12均还包括第三电极138，第三电极138的一端与弧靶137相电连接，第三电极138的另一端与电源的阴极相电连接，从而通过第三电极138将弧靶137和电源的阴极相电连接。

可选地，镀膜弧源13和刻蚀弧源12均还包括与绝缘连接组件130相连接的屏蔽罩136，屏蔽罩136呈筒状，筒状的屏蔽罩136沿弧靶137的周向围设于弧靶137的外侧，从而通过屏蔽罩136对弧靶137蒸发、出射的靶材金属的运动路径进行约束，使得靶材金属朝向镀膜空间的内部运动而不是向其边缘位置运动，以提高金属离化率。

本实施例中，为了对电弧在弧靶137上的运动轨迹进行磁控，将磁场发生机构可拆卸地连接于绝缘连接组件130的位于镀膜室外侧的部分，之所以将磁场发生机构和绝缘连接组件130二者设置为可拆卸连接，是为了便于对磁场发生机构进行更换、维护和调节，具体而言，通过紧固件将二者可拆卸连接。

磁场发生机构包括多个磁场发生组件，多个磁场发生组件分别产生不同分布规律的磁场，以使磁场发生机构能够产生作用于弧靶137的复合磁场，从而使得复合磁场更加立体，且在三维空间内的磁场分布更加灵活。

本实施例中，镀膜弧源13的磁场发生机构包括第一磁场发生组件131、第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133，也就是说，作用在镀膜弧源13的弧靶137上的复合磁场是由第一磁场发生组件131的磁场、第二磁场发生组件132的磁场以及第三磁场发生组件133的磁场复合而成。

第一磁场发生组件131呈与弧靶137的同轴设置的环形，第一磁场发生组件131包括多个第一磁体，多个第一磁体呈环形排布，第一磁体沿环形的径向的一端为N极且另一端为S极，从而第一磁场发生组件131产生的。

可选地，多个第一磁体沿该环形均匀排布，第一磁体的数量例如为四个。

第二磁场发生组件132呈与弧靶137的同轴设置的环形，第二磁场发生组件132包括多个第二磁体，多个第二磁体呈环形排布，第二磁体沿环形的轴向的一端为N极且另一端为S极。

可选地，多个第二磁体沿该环形均匀排布，第二磁体的数量大于第一磁体的数量，第二磁体的数量例如为16个。

第三磁场发生组件133包括相对于绝缘连接组件130活动连接的线圈架，线圈架包括架体以及环绕架体设置的电磁线圈，电磁线圈在通电情况下根据右手定则产生磁场。

可见，三种磁场发生组件所产生的磁场特性不同，因而将三者的磁场复合，能够提高复合磁场的立体性。

第二磁场发生组件132设置于线圈架上并间隔地套设于电磁线圈的外侧，以使电磁线圈和第二磁场发生组件132能够随线圈架相对于第一磁场发生组件131发生移动。

具体而言，可以将多个环形设置为同轴，将线圈架设置为沿环形的轴线可移动。

本实施例中，为了便于对磁场发生机构进行精准调整，从而对镀膜弧源13的弧靶137上的电弧的运动轨迹进行合理控制，进而提高上述两种弧靶137的靶材金属离化率。

镀膜弧源13还包括第一调节驱动组件134和第二调节驱动组件135，第一调节驱动组件134与第一磁场发生组件131相连接，并能够驱动第一磁场发生组件131沿环形的轴向往复移动，从而通过调整第一磁场发生组件131与弧靶137沿环形的轴向的距离，改变第一磁场发生组件131作用于弧靶137上的磁场分布特性。

第二调节驱动组件135与线圈架相连接，并能够驱动第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133沿环形的轴向往复移动，从而通过调整第二磁场发生组件132与弧靶137沿环形的轴向的距离，改变第二磁场发生组件132作用于弧靶137上的磁场分布特性。

通过第一调节驱动组件134和第二调节驱动组件135对磁场发生组件的相对位置关系以及叠加效果进行调整，也即对作用于弧靶137的靶材表面的复合磁场进行调整，具体而言，在调整操作下复合磁场沿预定作用曲线变化，调整作用与弧靶137表面的复合磁场的磁场分布和强度，从而达到对于弧靶137的靶材表面上的电弧进行磁控的目的。

进一步地，可以根据需求对复合磁场进行调节，从而能够增加电子和氩气碰撞电离概率，提高了沉积速率，并增加了电子和金属原子的碰撞概率，大幅提高了金属离化率。

本实施例中，作为第一调节驱动组件134和第二调节驱动组件135的具体结构的实施方式。

第一调节驱动组件134包括驱动缸，驱动缸包括缸体1341以及可伸缩地设置于缸体1341内的缸杆1340。驱动缸的缸体1341与绝缘连接组件130相对固定地设置，驱动缸的缸杆1340与第一磁场发生组件131相连接，以使驱动缸能够驱动第一磁场发生组件131运动至第一位置或第二位置，也就是说，将第一调节驱动组件134配置为对第一磁场发生组件131进行两档驱动。

第二调节驱动组件135包括电机1350和传动螺杆1351，电机1350与绝缘连接组件130相对固定地设置，传动螺杆1351的一端与电机1350的输出轴相连接，传动螺杆1351的另一端与线圈架相螺接，以使电机1350通过传动螺杆1351能够驱动第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133运动至第三位置和第四位置之间的任意位置。

也就是说，将第二调节驱动组件135配置为对第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133进行无级调节，与进行两档调节的第一调节驱动组件134相结合，实现了复合磁场的无级调节，并合理简化了调节结构，有利于降低成本。

可以理解的是，在不考虑成本以及结构复杂程度的前提下，可以将第一调节驱动组件134替换为第二调节驱动组件135，也即将第一磁场发生组件131也配置为通过第二调节驱动组件135驱动。

本实施例中，刻蚀弧源12的磁场发生机构包括第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133。参照镀膜弧源13的磁场发生机构，磁场发生机构的第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133的结构与镀膜弧源13相同，此外，通过第二调节驱动组件135驱动第二磁场发生组件132和第三磁场发生组件133进行位置调节，从而改变刻蚀弧源12的弧靶137上的磁场分布，进而调节对于电弧的运动轨迹的控制效果。

本实施例的可选方案中，为了控制弧靶137表面的温度，镀膜弧源13和刻蚀弧源12均还包括水冷座，水冷座设置于弧靶137与磁场发生机构之间，且弧靶137与水冷座相贴合，水冷座的内部形成有用于通入冷却流体的第四冷却槽道，从而通过第四冷却槽道内流通的冷却流体对弧靶137进行高效的冷却降温，以达到控制弧靶137的表面温度的目的。

本实施例中，为了便于对镀膜室内部的作业情况进行观察，侧部筒体100的多处开设有观察窗。

本实施例的可选方案中，为了实现对于工作空间的抽真空，抽真空模组2包括多位一体阀、粗抽泵组件和精抽泵组件，粗抽泵组件和精抽泵组件通过多位一体阀与真空抽气口102相连通。其中，粗抽泵组件用于进行粗抽作业，精抽泵组件用于进行精抽，先通过粗抽泵组件将工作空间内的真空度抽至达到基本要求，再通过精抽泵组件维持工作空间的真空度以及对工作空间内的真空度进行高精度调节。可以在粗抽作业停止后，持续或间歇性进行精抽作业。

本实施例中，多位一体阀包括阀体、封堵组件和启闭驱动组件，阀体开设有进气口、出气口和连通于进气口与出气口之间的多个抽气通道，阀体通过进气口与镀膜室的真空抽气口102相连通，粗抽泵组件在进气口与真空抽气口102之间进行抽吸，阀体还开设有精抽出口，精抽出口与抽气通道相连通，精抽出口位于进气口与出气口之间。从而粗抽泵组件能够将气体从工作空间直接经由真空抽气口102抽出，不经过阀体，能够避免带有杂质的气体分流至多个抽气通道内，在一定程度上能够减缓流速，进而达到降噪效果。

当粗抽泵组件停机后，精抽泵组件作业时，精抽泵组件通过划分多个抽气通道进行精抽作业，能够实现多通道精抽，提高真空度维持精度，此外，将多个抽气通道设置为互不连通，能够避免多个精抽泵组件的精抽作业互相影响。

封堵组件可启闭地封盖于精抽出口，从而在精抽泵组件停机的情况下，通过封堵组件将精抽出口封堵，尤其是在粗抽泵组件作业的情况下，能够确保不会经由精抽出口漏气。

启闭驱动组件用于驱动与封堵组件启闭精抽出口，以实现精抽出口的自动启闭。

启闭驱动组件包括例如可以为气缸等能够对推拉杆实现推拉驱动的驱动构件以及推拉杆，驱动构件设置于阀体的外部，推拉杆的一端与驱动构件相连接，推拉杆的另一端伸入抽气通道内并与封堵组件相连接，驱动构件驱动推拉杆相对于精抽出口推动或拉动封堵组件，以使封堵组件关闭或开启精抽出口。

具体而言，精抽泵组件包括第一直联泵、第一连接管组以及分子泵，第一直联泵通过第一连接管组与分子泵相连通，分子泵与精抽出口相连通。其中，第一直联泵的数量为一个，分子泵的数量为多个且与多位一体阀的抽气通道的数量相同，多个分子泵一一对应地与多个抽气通道相连通，多个分子泵通过第一连接管组汇流后与第一直联泵相连通。

粗抽泵组件包括第二直联泵、罗茨泵、第二过滤器以及第二连接管组，第二过滤器、罗茨泵以及第二直联泵通过第二连接管组依次连接，且第二过滤器的进口端通过第二连接管组与出气口相连通。其中，第二直联泵的数量可以根据情况进行调整，例如为两个，两个第二直联泵分别与罗茨泵相连通。

可选地，第一连接管组和第二连接管组均可包括波纹管、连接管、三通、弯头以及弯管等结构，其中，通过调整波纹管使用的长度和位置能够使得该抽真空机构的空间适用性得到大幅提高。

第一连接管组和第二连接管组上均设置有检漏孔，其中，检漏孔用于安装检漏构件，检漏构件为检漏探头，以便于对抽真空模组进行漏气自检。

本实施例的可选方案中，水冷模组3包括第一进液管路、第一出液管路、第二进液管路、第二出液管路、第一进液接头、第一出液接头、第二进液结构和第二出液接头。

第一进液管路设置有多个第一进液接头，以通过多个第一进液接头向易升温部件输送第一冷却流体，第一出液管路设置有多个第一出液接头，以使易升温部件中的第一冷却流体通过多个第一出液接头回流至第一出液管路，第一冷却流体为温度较低的冷水，可以通过冷水机对常温水制冷得到。

从而通过该第一进液管路和第一出液管路相配合，通过第一进液管路向易升温部件通入第一冷却流体，第一冷却流体对其经过的易升温部件进行冷却降温后，流动至第一出液管路，并通过第一出液管路实现排出升温后的第一冷却流体。

第二进液管路设置有多个第二进液接头，以通过多个第二进液接头向易升温部件输送第二冷却流体，第二出液管路设置有多个第二出液接头，以使易升温部件中的第二冷却流体通过多个第二出液接头回流至第二出液管路，第一冷却流体的温度低于第二冷却流体的温度，第二冷却流体为常温的温水，可以直接接通自来水源获取。

从而通过该第二进液管路和第二出液管路相配合，通过第二进液管路向第二冷却流道通入第二冷却流体，第二冷却流体对其经过的易升温部件进行冷却降温后，流动至第二出液管路，并通过第二出液管路排出升温后的第二冷却流体。

其中，第一冷却流体的温度为12-19℃，第二冷却流体的温度为25-30℃。从而将第一进液管路和第一出液管路用于对应需要较高冷却能力的易升温部件设置，提高其冷却效果，而第二进液管路和第二出液管路用于对应其他易升温部件设置，不仅有利于降低资源浪费，而且能够避免这些易升温部件处出现冷凝现象，进而达到有针对性地精准冷却的效果。

可选地，第一冷却流体和第二冷却流体可以由开设于易升温部件的内部的槽道向易升温部件供给，也可以由外置于易升温部件且与易升温部件相接触的管件供给。具体选择哪种形式来供给冷却流体，则需要根据易升温部件的特性进行分析。

具体而言，分子泵、罗茨泵、刻蚀弧源、镀膜弧源和阳极构件的冷却需求较高，因而需要通过第一进液管路将第一冷却流体向分子泵、罗茨泵、刻蚀弧源、镀膜弧源和阳极构件输送第一冷却流体以对其进行冷却，第一冷却流体完成冷却后温度升高，再经过第一出液管路排出。

靶座、第一引弧机构、偏压机构、第二引弧机构、观察窗、门体段以及阳极构件的电源的冷却需求通过第二冷却流体即可满足，也就是说，通过第二进液管路将第二冷却流体向弧源安装座、第一引弧机构、偏压机构、第二引弧机构、观察窗、门体段以及阳极构件的电源输送第二冷却流体以对其进行冷却，第一冷却流体完成冷却后温度升高，再经过第二出液管路排出。

可选地，在第二进液管路的入口端设置第二过滤器，以对第二冷却流体进行过滤后再通过第二进液管路向各易升温部件进行分配，以减小管路堵塞的风险。此外，由于冷水机输出的第一冷却流体通常已经是净水，因而无需在第一进液管路的入口端设置过滤器。

本实施例中，第一进液管路、第一出液管路、第二进液管路和第二出液管路均包括第一端和第二端。

第一进液管路的第一端用于通入第一冷却流体，第二进液管路的第一端用于接通第二冷却流体，第一进液管路的第二端与第二进液管路的第二端相连通。

水冷模组3还包括第一切换阀和第二切换阀，第一切换阀设置于第一进液管路的第二端，第二切换阀设置于第一进液管路且与第一进液管路的第一端间隔设置，第二切换阀与第一进液管路的第一端之间设置有多个用于接通分子泵的入口和罗茨泵的入口的第一进液接头，定义用于接通分子泵的入口和罗茨泵的入口的第一进液接头为第一特定进液接头。

第一出液管路的第一端用于排出第一冷却流体，第二出液管路的第一端用于排出第二冷却流体，第一出液管路的第二端与第二出液管路的第二端相连通。

水冷模组3还包括第三切换阀和第四切换阀，第三切换阀设置于第一出液管路的第二端，第四切换阀设置于第一出液管路且与第一出液管路的第一端间隔设置，第四切换阀与第一出液管路的第一端之间设置有多个用于接通分子泵的出口和罗茨泵的出口的第一出液接头，定义用于接通分子泵的出口和罗茨泵的出口的第一出液接头为第一特定出液接头。

从而该水冷模组3能够以下述几种模式工作：

第一种模式：第一切换阀关闭，第二切换阀开启，第三切换阀关闭，第四切换阀开启，在此状态下，第一进液管路与第二进液管路相切断，第一出液管路与第二出液管路相切断，从而能够第一进液管路和第一出液管路能够通过第一冷却流体进行冷却，第二进液管路和第二出液管路能够通过第二冷却流体进行冷却。该第一种模式适用于作业环境既能够提供第一冷却流体供应，也能够提供第二冷却流体供应的情况。

第二种模式，第一切换阀开启，第二切换阀关闭，第三切换阀开启，第四切换阀关闭，从而第一进液管路与第二进液管路相连通的部分用于通入第二冷却流体，第一进水管道通过第二切换阀分隔出的部分用于通入第一冷却流体，相应地，第一出液管路与第二出液管路相连通的部分用于排出第二冷却流体，第一出液管路通过第四切换阀分隔出的部分用于排出第一冷却流体，也即分子泵和罗茨泵通过第一特定进液接头和第一特定出液接头仍能够通过第一进液管路和第一出液管路内的第一冷却流体进行冷却。

也就是说，分子泵和罗茨泵仅能够通过第一冷却流体进行冷却，镀膜弧源、刻蚀弧源以及阳极构件可以依据实际情况确定采用第一冷却流体还是第二冷却流体进行冷却。

由于水冷模组3在运行一定时间后，容易出现压力波动，导致第一进液管路和第一出液管路出现明显的压差，容易对管路造成损伤。因而本实施例中，水冷模组3还包括第一调压管路，第一调压管路包括第一调压管组和第一调压件，第一调压件的入口端与第一进液管路相连通，第一调压件的出口端通过第一调压管组与第一出液管路相连通。当开启第一调压件，第一进液管路则朝向第一出液管路输送冷却流体，使得第一进液管路与第一出液管路的内部压力一致，从而保证水冷模组3的压力稳定。

可选地，第一调压件为泄压阀。

由于水冷模组3在运行一定时间后，容易出现压力波动，导致第二进液管路和第二出液管路出现明显的压差，容易对管路造成损伤。因而本实施例中，水冷模组3还包括第二调压管路，第二调压管路包括第二调压管组和第二调压件，第二调压件的入口端与第二进液管路相连通，第二调压件的出口端与第二出液管路相连通。当开启第二调压件，第二进液管路则朝向第二出液管路输送冷却流体，使得第二进液管路与第二出液管路的内部压力一致，从而保证水冷模组3的压力稳定。

可选地，第二调压件为泄压阀。

可选地，为了便于对压力进行监测，第一进液管路、第二进液管路、第一出液管路和第二出液管路均可设置压力检测构件，例如压力表。

本实施例中，水冷模组3还包括泄压管路，泄压管路包括四个泄压阀和泄压管组，四个泄压阀的入口分别与第一进液管路、第一出液管路、第二进液管路和第二出液管路相连通，泄压管组将四个泄压阀的出口与外界相连通。

从而当第一进液管路、第一出液管路、第二进液管路和第二出液管路任一者出现超压现象时，相应的泄压阀被触发，超压的管路通过被触发的泄压阀以及泄压管组的出口向外界排出气体，进而实现泄压的目的。

本实施例中，在第二出液接头和第一出液接头上设置流量检测构件和温度检测构件，以对第一冷却流体和第二冷却流体的排水流量和排水温度进行实时检测，避免出现泄漏或者超温现象。具体而言，需要确保两路的排水温度均不超过35℃，温度过高时，则控制冷水机压缩机进行报警。

本实施例中，电控模组4包括沿第二方向设置于镀膜室的侧部的总控台，总控台设置于镀膜室的门体段的侧部，以便于对所有仪表的状态、渗镀进程以及各模组的工作状态进行监视和调控。

本实施例的可选方案中，关于该渗镀一体镀膜装置的整体布局的实施方式，多位一体阀、水冷模组3与渗镀模组1集成为第一结构部分，电源模组5、粗抽泵组、精抽泵组与电控模组4集成为第二结构部分。

多位一体阀与渗镀模组1相连接，多位一体阀与粗抽泵组、精抽泵组可拆卸连接，以使第一结构部分与第二结构部分可拆卸连接并使抽气泵组通过多位一体阀与镀膜室相连通。从而使得该渗镀一体镀膜装置可以以分体形式进行运输，节约运输和搬运成本，且两部分之间的连接易于操作，因而能够实现第一结构部分和第二结构部分的高效拆装。

电源模组5能够向渗镀模组1、抽真空模组2和水冷模组3供电。具体而言，电源模组5用于向刻蚀弧源12的第三电极138以及阳极构件16供电、用于向镀膜弧源13的第三电极138以及镀膜室供电、用于向离子枪11的第一电极111和第二电极112供电、用于向第一引弧机构14供电、用于向第二引弧机构15供电、用于向偏压机构供电、用于向水冷模组3供电以及用于向抽真空模组2供电。

电控模组4与电源模组5、水冷模组3、抽真空模组2和渗镀模组1相电连接，以对电源模组5、水冷模组3、抽真空模组2和渗镀模组1进行协同电控，以实现该渗镀一体镀膜装置的自动化控制，以对渗氮镀膜进程和渗氮镀膜状态进行实时检测以及自动调控。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (20)

1.一种渗镀一体镀膜装置，其特征在于，包括：

渗镀模组，所述渗镀模组包括镀膜室、镀膜弧源、阳极构件、第一引弧机构和离子枪；

所述镀膜弧源、所述第一引弧机构和所述离子枪均与所述镀膜室相连接，所述镀膜室的内部形成工作空间，所述工作空间包括用于放置工件的容置工位，所述阳极构件设置于所述容置工位的背离于所述离子枪的侧部，所述工作空间用于通入渗氮用氮气或者镀膜反应气体，所述第一引弧机构对应所述离子枪设置，以使所述离子枪朝向所述阳极构件出射热电子束。

2.根据权利要求1所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，还包括：

抽真空模组，所述抽真空模组与所述镀膜室相连接，以对所述镀膜室进行抽真空处理；

水冷模组，所述水冷模组能够向所述抽真空模组和所述渗镀模组供给冷却流体；

电源模组，所述电源模组能够向所述渗镀模组、所述抽真空模组和所述水冷模组供电；

电控模组，所述电控模组与所述电源模组、所述水冷模组、所述抽真空模组和所述渗镀模组相电连接，所述电控模组能够对所述电源模组、所述水冷模组、所述抽真空模组和所述渗镀模组进行协同控制。

3.根据权利要求2所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述离子枪包括主体、第一电极、第二电极和钨丝；

所述主体连接于所述镀膜室，所述主体的内部开设有发生腔，所述主体开设朝向所述容置工位并与所述发生腔相连通的射流口；

所述第一电极和所述第二电极均设置于所述主体，所述第一电极的一端和所述第二电极的一端分别用于与电源的正极和负极相电连接，所述第一电极的另一端和所述第二电极的另一端伸入到所述发生腔内，所述钨丝设置于所述发生腔内且电连接于所述第一电极和所述第二电极之间。

4.根据权利要求3所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述主体包括固定主体部和活动主体部，所述固定主体部开设有发生槽，所述第一电极和所述第二电极设置于所述活动主体部，所述活动主体部与所述固定主体部可拆卸地连接，以使所述发生槽能够被所述活动主体部封盖并形成所述发生腔。

5.根据权利要求4所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述主体还包括紧固连接构件和铰接构件；

所述铰接构件连接于所述固定主体部的一端与所述活动主体部的一端之间；

所述紧固连接构件可拆卸地连接于所述固定主体部与所述活动主体部之间；

和/或，所述固定主体部的侧壁的内部开设有第一冷却槽道；

所述活动主体部的侧壁的内部开设有第二冷却槽道。

6.根据权利要求1所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述渗镀模组还包括刻蚀弧源，所述刻蚀弧源与所述镀膜室相连接，所述刻蚀弧源和所述阳极构件相对应地设置于所述容置工位的同一侧；

所述镀膜室包括顶板、底板和侧部筒体，侧部筒体包括呈八边形连接的八个侧板，顶板和底部分别封盖于侧部筒体的顶端开口和底端开口。

7.根据权利要求6所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述离子枪的数量为多个，所述第一引弧机构的数量为多个，多个所述第一引弧机构与多个所述离子枪一一对应地设置；

多个所述离子枪形成所述离子枪组，所述离子枪组的数量为至少一个，每个所述离子枪组内的多个所述离子枪设置于同一个所述侧板上并沿所述镀膜室的高度方向顺次间隔排布；

所述刻蚀弧源的数量为多个，多个所述刻蚀弧源形成刻蚀弧源组，所述刻蚀弧源组的数量为至少一个，每个所述刻蚀弧源组内的多个所述刻蚀弧源设置于同一个所述侧板上并沿所述镀膜室的高度方向顺次间隔排布；

所述镀膜弧源的数量为多个，多个所述镀膜弧源形成镀膜弧源组，所述镀膜弧源组的数量为至少一个，每个所述镀膜弧源组内的多个镀膜弧源设置于同一个所述侧板上并沿镀膜室的高度方向顺次间隔排布。

8.根据权利要求7所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述八个侧板包括顺次围接的第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、第五侧板、第六侧板、第七侧板和第八侧板；

所述刻蚀弧源组的数量为一个，所述离子枪组的数量为一个，所述刻蚀弧源组与所述离子枪组分别设置于相面对的第一侧板和第五侧板上，所述第三侧板设置有真空抽气口，所述第七侧板设置有加热构件；

所述镀膜弧源组的数量为四组，四组所述镀膜弧源组分别设置于第二侧板、第四侧板、第六侧板和第八侧板。

9.根据权利要求6所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述渗镀模组还包括多个第二引弧机构，多个所述第二引弧机构一一对应地设置于所述刻蚀弧源的侧部和所述镀膜弧源的侧部。

10.根据权利要求9所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述第二引弧机构包括固定座组件、引弧针和驱动组件；

所述固定座组件的一端与所述镀膜室相连接，所述引弧针与所述固定座组件的另一端活动连接并位于所述工作空间内；

所述驱动组件连接于所述固定座组件与所述引弧针之间，并能够驱动所述引弧针相对于所述固定座组件移动，以使所述引弧针靠近或远离所述刻蚀弧源或所述镀膜弧源。

11.根据权利要求10所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，

所述引弧针的长度方向的两端分别为第一端和第二端，所述引弧针的第一端与所述固定座组件可转动地连接；

所述驱动组件包括直线驱动构件、引弧电杆和传动组件；

所述固定座组件开设有第一通孔，所述引弧电杆的一端可移动地穿设于所述第一通孔内并在所述第一通孔内与所述直线驱动构件相连接；

所述传动组件连接于所述引弧电杆与所述引弧针的第一端之间，并能够将所述引弧电杆的直线运动转化为所述引弧针的转动，以使所述引弧针的第二端靠近或远离所述刻蚀弧靶。

12.根据权利要求11所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述传动组件包括齿条、齿轮和连接轴；

所述齿条的一端与所述引弧电杆相连接，所述齿条与所述齿轮相啮合；

所述连接轴的轴向的一端与所述固定座组件相枢接，所述连接轴的轴向的另一端与所述齿轮相连接；

所述引弧针的第二端与所述连接轴相连接，以使所述引弧针随所述连接轴在所述齿轮的带动下发生转动。

13.根据权利要求10所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述引弧针包括本体段和折弯段，所述本体段的一端与所述固定座组件相连接，所述本体段的另一端与所述折弯段相连接，且所述折弯段相对于所述本体段朝向所述刻蚀弧源的弧靶或者所述镀膜弧源的弧靶弯折。

14.根据权利要求6所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述镀膜弧源和所述刻蚀弧源均还包括弧靶、磁场发生机构和绝缘连接组件；

所述绝缘连接组件与所述镀膜室相连接，所述弧靶连接于所述绝缘连接组件的位于所述工作空间内的部分；

所述磁场发生机构可拆卸地连接于所述绝缘连接组件的位于所述镀膜室外侧的部分，所述磁场发生机构包括多个磁场发生组件，多个所述磁场发生组件分别产生不同分布规律的磁场，以使所述磁场发生机构能够产生作用于所述弧靶的复合磁场。

15.根据权利要求14所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述镀膜弧源的磁场发生机构包括第一磁场发生组件、第二磁场发生组件和第三磁场发生组件；

所述刻蚀弧源的磁场发生机构包括所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件。

16.根据权利要求15所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述第一磁场发生组件呈与所述弧靶的同轴设置的环形，所述第一磁场发生组件包括多个第一磁体，多个所述第一磁体呈环形排布，所述第一磁体沿所述环形的径向的一端为N极且另一端为S极。

17.根据权利要求16所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述第二磁场发生组件呈与所述弧靶的同轴设置的环形，所述第二磁场发生组件包括多个第二磁体，多个所述第二磁体呈环形排布，所述第二磁体沿所述环形的轴向的一端为N极且另一端为S极。

18.根据权利要求17所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述第三磁场发生组件包括相对于所述绝缘连接组件活动连接的线圈架以及套设于所述线圈架上的电磁线圈；

所述第二磁场发生组件设置于所述线圈架上并间隔地套设于所述电磁线圈的外侧，以使所述电磁线圈和所述第二磁场发生组件能够随所述线圈架相对于所述第一磁场发生组件发生移动。

19.根据权利要求18所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述镀膜弧源和所述刻蚀弧源还包括第一调节驱动组件和第二调节驱动组件；

所述第一调节驱动组件与所述第一磁场发生组件相连接，并能够驱动所述第一磁场发生组件沿所述环形的轴向往复移动；

所述第二调节驱动组件与所述线圈架相连接，并能够驱动所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件沿所述环形的轴向往复移动。

20.根据权利要求19所述的渗镀一体镀膜装置，其特征在于，所述第一调节驱动组件包括驱动缸，所述驱动缸的缸体与所述绝缘连接组件相对固定地设置，所述驱动缸的缸杆与所述第一磁场发生组件相连接，以使所述驱动缸能够驱动所述第一磁场发生组件运动至第一位置或第二位置；

所述第二调节驱动组件包括电机和传动螺杆，所述电机与所述绝缘连接组件相对固定地设置，所述传动螺杆的一端与所述电机的输出轴相连接，所述传动螺杆的另一端与所述线圈架相螺接，以使所述电机通过所述传动螺杆能够驱动所述第二磁场发生组件和所述第三磁场发生组件运动至第三位置和第四位置之间的任意位置。

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