CN115341182B - 用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，包括安装盘、屏蔽罩、绝缘密封套、水冷靶座、压紧机构和引弧装置；安装盘上设有第一安装孔；屏蔽罩通过绝缘座安装于安装盘的内侧；绝缘密封套从第一安装孔穿过，绝缘密封套的外端设有压在安装盘外侧的第一环状凸出部；水冷靶座从绝缘密封套穿过，水冷靶座的周部设有压在第一环状凸出部外侧的第二环状凸出部，水冷靶座的内端可拆卸地安装有置于屏蔽罩内的阴极靶材，水冷靶座靠外端安装有磁钢装置；压紧机构用于将水冷靶座压紧在安装盘的外侧；引弧装置安装在安装盘上，引弧装置上具有能够与阴极靶材的靶面接触的引弧针。本发明解决了现有技术中阴极靶材不便于更换的问题。
Description
技术领域
本发明涉及多弧离子镀技术领域，具体涉及一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构。
背景技术
多弧离子镀是采用电弧放电的方法，在固体的阴极靶材上直接蒸发金属，蒸发物是从阴极弧光辉点放出的阴极物质的离子，从而在基材表面沉积成为薄膜的方法。
阴极电弧靶是多弧离子镀膜设备的核心部件，其将被镀金属制成阴极靶材，安装在水冷靶座上，阴极电弧靶接弧电源负极，镀膜室接正极，靶前方安装引弧针，引弧针通过电阻接弧电源正极，整个阴极电弧靶通过安装盘安装在镀膜室的壁上，镀膜室抽真空，引弧针与阴极靶材接触短路，迅速使引弧针离开靶面，在引弧针离开靶面的瞬间产生初始电弧，靶面前出现高密度的离子体，叫触发引弧，靶面前形成的正离子堆积层和阴极靶材间形成高场强，产生场至发射，电子从阴极发射出来，在击穿点，正离子进入阴极，击穿点的金属被高密度电流的焦耳热加热蒸发。
阴极电弧靶中的阴极靶材属于耗材，需要经常性更换，然而现有的阴极电弧靶结构更换阴极靶材时，需要将安装盘从镀膜室的壁上拆下，然后才能将阴极靶材从水冷靶座上拆下更换，因而其存在阴极靶材不便于更换的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，以解决现有技术中阴极靶材不便于更换的问题。
本发明提供了一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，包括：
安装盘，所述安装盘上设有第一安装孔；
屏蔽罩，所述屏蔽罩对准所述第一安装孔并通过绝缘座安装于所述安装盘的内侧；
绝缘密封套，所述绝缘密封套从所述第一安装孔穿过，绝缘密封套的外端设有压在所述安装盘外侧的第一环状凸出部；
水冷靶座，所述水冷靶座从所述绝缘密封套穿过，水冷靶座的周部设有压在所述第一环状凸出部外侧的第二环状凸出部，所述水冷靶座的内端可拆卸地安装有置于所述屏蔽罩内的阴极靶材，水冷靶座靠外端安装有磁钢装置；
压紧机构，所述压紧机构用于将所述水冷靶座压紧在所述安装盘的外侧；
以及引弧装置，所述引弧装置安装在安装盘上，引弧装置上具有能够与所述阴极靶材的靶面接触的引弧针。
进一步地，所述屏蔽罩包括环状辅助阳极和挡污屏蔽板，所述环状辅助阳极通过绝缘座安装于所述安装盘的内侧，环状辅助阳极与安装在安装盘上的电极引入装置电连接，所述挡污屏蔽板的一端设有螺纹连接于所述环状辅助阳极内的连接环。
进一步地，所述水冷靶座包括外套管和内套管，所述第二环状凸出部包括第一凸环和第二凸环；
所述外套管从所述绝缘密封套内穿过，所述第一凸环设于外套管的外端并压在所述第一环状凸出部的外侧，所述阴极靶材可拆卸地安装于外套管的内端；
所述内套管的内端封闭并插入所述外套管内，内套管和外套管之间形成水冷腔，所述第二凸环设于内套管的外端并压在所述第一凸环的外侧，第二凸环侧部的两对侧分别设有与所述水冷腔连通的水冷进口和水冷出口。
进一步地，所述压紧机构包括多组沿周向间隔设置于所述水冷靶座外的压紧件，每组所述压紧件均包括连接杆、转动压块和锁紧螺母，所述连接杆的内端固定安装盘上，连接杆的外端设有螺杆段，所述转动压块上设有第一穿孔，所述螺杆段的外端穿过所述第一穿孔并螺纹连接有所述锁紧螺母，转动压块能够相对于螺杆段转动以压住或松开所述第二凸环。
进一步地，所述阴极靶材螺纹连接于所述外套管的内端。
进一步地，所述内套管的外端设有端盖，所述端盖上设有第二穿孔，所述磁钢装置设于该内套管内，磁钢装置上连接有从端盖上的第二穿孔穿出的磁钢调节杆，所述磁钢调节杆能够相对于端盖轴向移动调节。
进一步地，所述磁钢调节杆的外部沿轴向间隔设置有多个定位槽，所述第二穿孔的内周面设有能够卡入任一所述定位槽的定位珠。
进一步地，所述引弧装置还包括引弧针调节杆、旋转机构和伸缩推杆；
所述安装盘上设有第二安装孔，所述第二安装孔内安装有轴套，所述引弧针调节杆穿过轴套，所述引弧针垂直连接于所述引弧针调节杆的内端；
所述旋转机构的输出端与所述引弧针调节杆的外端相连，用于驱动所述引弧针调节杆转动；
所述伸缩推杆的输出端与所述旋转机构相连，用于驱动所述旋转机构和引弧针调节杆轴向移动。
进一步地，所述旋转机构采用旋转气缸，所述伸缩推杆采用伸缩气缸。
本发明的有益效果体现在：
本申请阴极电弧靶是通过安装盘安装在镀膜室的壁上的，更换阴极靶材时，只需要将压紧机构松开，即可将水冷靶座从安装盘上的第一安装孔中拆出，然后即可对安装在水冷靶座内端的阴极靶材进行更换，更换了阴极靶材后，再将水冷靶座重新装入第一安装孔，并通过压紧机构将水冷靶座压紧在安装盘的外侧即可，相对于现有技术，本申请更换阴极靶材更加方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图。
附图中，100-安装盘；110-第一安装孔；120-第二安装孔；200-屏蔽罩；210-绝缘座；220-环状辅助阳极；230-挡污屏蔽板；231-连接环；300-绝缘密封套；310-第一环状凸出部；400-水冷靶座；410-第二环状凸出部；420-外套管；430-内套管；440-第一凸环；450-第二凸环；460-水冷腔；470-水冷进口；480-水冷出口；500-阴极靶材；600-磁钢装置；610-端盖；611-第二穿孔；612-定位珠；620-磁钢调节杆；621-定位槽；700-压紧机构；710-连接杆；711-螺杆段；720-转动压块；721-第一穿孔；730-锁紧螺母；800-电极引入装置；900-引弧装置；910-引弧针调节杆；911-轴套；912-引弧针；920-旋转机构；930-伸缩推杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，包括安装盘100、屏蔽罩200、绝缘密封套300、水冷靶座400、压紧机构700和引弧装置900。
安装盘100上设有第一安装孔110，屏蔽罩200对准第一安装孔110并通过绝缘座210安装于安装盘100的内侧。参照图1和图2，屏蔽罩200具体包括环状辅助阳极220和挡污屏蔽板230，环状辅助阳极220通过绝缘座210安装于安装盘100的内侧，环状辅助阳极220与安装在安装盘100上的电极引入装置800电连接，挡污屏蔽板230的一端设有螺纹连接于环状辅助阳极220内的连接环231，挡污屏蔽板230通过连接环231与环状辅助阳极220螺纹连接，便于调节挡污屏蔽板230的高度。
绝缘密封套300从第一安装孔110穿过，绝缘密封套300的外端设有压在安装盘100外侧的第一环状凸出部310。
水冷靶座400从绝缘密封套300穿过，水冷靶座400的周部设有压在第一环状凸出部310外侧的第二环状凸出部410，水冷靶座400的内端可拆卸地安装有置于屏蔽罩200内的阴极靶材500，水冷靶座400靠外端安装有磁钢装置600。
具体地，参照图1和图2，水冷靶座400包括外套管420和内套管430，第二环状凸出部410包括第一凸环440和第二凸环450。外套管420从绝缘密封套300内穿过，第一凸环440设于外套管420的外端并压在第一环状凸出部310的外侧，阴极靶材500可拆卸地安装于外套管420的内端，阴极靶材500具体可以采用螺纹连接的方式固定在外套管420内。内套管430的内端封闭并插入外套管420内，内套管430和外套管420之间形成水冷腔460，第二凸环450设于内套管430的外端并压在第一凸环440的外侧，第二凸环450侧部的两对侧分别设有与水冷腔460连通的水冷进口470和水冷出口480。工作时，冷却水从水冷进口470进入水冷腔460，带走阴极靶材500工作产生的热量后，再从水冷出口480排出，从而实现阴极靶材500进行冷却降温，由于阴极靶材500安装在外套管420内端，为了确保冷却降温效果，外套管420优选采用导热效果较好的铜质材料。
具体地，参照图1和图2，内套管430的外端设有端盖610，端盖610上设有第二穿孔611，磁钢装置600设于该内套管430内，磁钢装置600上连接有从端盖610上的第二穿孔611穿出的磁钢调节杆620，磁钢调节杆620能够相对于端盖610轴向移动调节。本申请将磁钢装置600设在内套管430内，并可通过磁钢调节杆620来调节磁钢装置600位置，这样便于对工作磁场进行调节。
优选地，磁钢调节杆620的外部沿轴向间隔设置有多个定位槽621，第二穿孔611的内周面设有能够卡入任一定位槽621的定位珠612。本申请通过推拉磁钢调节杆620即可实现磁钢装置600的调节，调节方便，同时，通过定位珠612与定位槽621配合，能够避免推拉磁钢调节到位后发生移位。
压紧机构700用于将水冷靶座400压紧在安装盘100的外侧。具体地，参照图1和图2，压紧机构700包括多组沿周向间隔设置于水冷靶座400外的压紧件，每组压紧件均包括连接杆710、转动压块720和锁紧螺母730，连接杆710的内端固定安装盘100上，连接杆710的外端设有螺杆段711，转动压块720上设有第一穿孔721，螺杆段711的外端穿过第一穿孔721并螺纹连接有锁紧螺母730，转动压块720能够相对于螺杆段711转动以压住或松开第二凸环450。固定水冷靶座400时，将转动压块720转动到第二凸环450的外侧，再拧紧锁紧螺母730，使得转动压块720压紧在第二凸环450上，即可将水冷靶座400压紧在安装盘100上，拆卸水冷靶座400时，松开锁紧螺母730并将转动压块720转动至与第二凸环450错开的位置，即可轻松地将水冷靶座400从第一安装孔110内取出，因此，压紧机构700固定水冷靶座400，水冷靶座400的安装拆卸操作方便。
参照图1和图3所示，引弧装置900包括引弧针调节杆910、旋转机构920和伸缩推杆930。安装盘100上设有第二安装孔120，第二安装孔120内安装有轴套911，引弧针调节杆910穿过轴套911，引弧针912垂直连接于引弧针调节杆910的内端。旋转机构920的输出端与引弧针调节杆910的外端相连，用于驱动引弧针调节杆910转动，旋转机构920优选采用旋转气缸。伸缩推杆930的输出端与旋转机构920相连，用于驱动旋转机构920和引弧针调节杆910轴向移动，伸缩推杆930优选采用伸缩气缸。
本申请可以通过伸缩推杆930伸缩来控制引弧针912与阴极靶材500接的靶面触短路并迅速分离，以产生初始电弧，阴极靶材500蒸发喷射过程中时，可通过旋转机构920驱动引弧针912转动，以避开阴极靶材500靶面的内侧，从而避免喷发的金属熔滴打开引弧针912上。
本申请阴极电弧靶是通过安装盘100安装在镀膜室的壁上的，更换阴极靶材500时，只需要将压紧机构700松开，即可将水冷靶座400从安装盘100上的第一安装孔110中拆出，然后即可对安装在水冷靶座400内端的阴极靶材500进行更换，更换了阴极靶材500后，再将水冷靶座400重新装入第一安装孔110，并通过压紧机构700将水冷靶座400压紧在安装盘100的外侧即可，相对于现有技术，本申请更换阴极靶材500更加方便。
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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，包括：
安装盘，所述安装盘上设有第一安装孔；
屏蔽罩，所述屏蔽罩对准所述第一安装孔并通过绝缘座安装于所述安装盘的内侧；
绝缘密封套，所述绝缘密封套从所述第一安装孔穿过，绝缘密封套的外端设有压在所述安装盘外侧的第一环状凸出部；
水冷靶座，所述水冷靶座从所述绝缘密封套穿过，水冷靶座的周部设有压在所述第一环状凸出部外侧的第二环状凸出部，所述水冷靶座的内端可拆卸地安装有置于所述屏蔽罩内的阴极靶材，水冷靶座靠外端安装有磁钢装置；
压紧机构，所述压紧机构用于将所述水冷靶座压紧在所述安装盘的外侧；
以及引弧装置，所述引弧装置安装在安装盘上，引弧装置上具有能够与所述阴极靶材的靶面接触的引弧针；
所述水冷靶座包括外套管和内套管，所述第二环状凸出部包括第一凸环和第二凸环；
所述外套管从所述绝缘密封套内穿过，所述第一凸环设于外套管的外端并压在所述第一环状凸出部的外侧，所述阴极靶材可拆卸地安装于外套管的内端；
所述内套管的内端封闭并插入所述外套管内，内套管和外套管之间形成水冷腔，所述第二凸环设于内套管的外端并压在所述第一凸环的外侧，第二凸环侧部的两对侧分别设有与所述水冷腔连通的水冷进口和水冷出口；
所述压紧机构包括多组沿周向间隔设置于所述水冷靶座外的压紧件，每组所述压紧件均包括连接杆、转动压块和锁紧螺母，所述连接杆的内端固定安装盘上，连接杆的外端设有螺杆段，所述转动压块上设有第一穿孔，所述螺杆段的外端穿过所述第一穿孔并螺纹连接有所述锁紧螺母，转动压块能够相对于螺杆段转动以压住或松开所述第二凸环。
2.根据权利要求1所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述屏蔽罩包括环状辅助阳极和挡污屏蔽板，所述环状辅助阳极通过绝缘座安装于所述安装盘的内侧，环状辅助阳极与安装在安装盘上的电极引入装置电连接，所述挡污屏蔽板的一端设有螺纹连接于所述环状辅助阳极内的连接环。
3.根据权利要求1所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述阴极靶材螺纹连接于所述外套管的内端。
4.根据权利要求1所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述内套管的外端设有端盖，所述端盖上设有第二穿孔，所述磁钢装置设于该内套管内，磁钢装置上连接有从端盖上的第二穿孔穿出的磁钢调节杆，所述磁钢调节杆能够相对于端盖轴向移动调节。
5.根据权利要求4所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述磁钢调节杆的外部沿轴向间隔设置有多个定位槽，所述第二穿孔的内周面设有能够卡入任一所述定位槽的定位珠。
6.根据权利要求1所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述引弧装置还包括引弧针调节杆、旋转机构和伸缩推杆；
所述安装盘上设有第二安装孔，所述第二安装孔内安装有轴套，所述引弧针调节杆穿过轴套，所述引弧针垂直连接于所述引弧针调节杆的内端；
所述旋转机构的输出端与所述引弧针调节杆的外端相连，用于驱动所述引弧针调节杆转动；
所述伸缩推杆的输出端与所述旋转机构相连，用于驱动所述旋转机构和引弧针调节杆轴向移动。
7.根据权利要求6所述的用于多弧离子镀的阴极电弧靶结构，其特征在于，
所述旋转机构采用旋转气缸，所述伸缩推杆采用伸缩气缸。
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| CN201427990Y (zh) * | 2009-06-25 | 2010-03-24 | 深圳市振恒昌实业有限公司 | 一种新型热阴极电弧装置 |
| CN109338310A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-02-15 | 上海子创镀膜技术有限公司 | 一种用于多弧离子镀设备圆形平面多弧靶装置 |
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| CN114086127A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 青岛科技大学 | 一种磁场辅助阴极电弧离子镀蒸发源 |
-
2022
- 2022-08-10 CN CN202210957569.1A patent/CN115341182B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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