CN201427990Y - 一种新型热阴极电弧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型热阴极电弧装置，包括：引弧装置、水冷装置、靶材、固定靶材的靶材固定装置、磁场装置、磁场装置外围的屏蔽罩，其特征是：所述引弧装置包括微型汽缸、固定微型汽缸的汽缸固定绝缘板、一端连接汽缸杆和定位块，另一端固定引弧针的引弧杆、固定引弧杆的固定座，及连接汽缸固定绝缘板和固定座的支撑杆；所述靶材固定装置包括外座体，置于外座体内部的内座体，置于内座体与外座体之间的外表面上的水咀座和连接座。采用气动引弧，力量大，速度快，故障率低；采用间接水冷，水冷效果好；更换靶材方便外屏蔽罩采用尼龙材质，使得装置结构简化，成本大幅度降低。

Description

一种新型热阴极电弧装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型热阴极电弧装置，尤其是一种应用于真空镀膜机上，将靶材加热、蒸发、发射到工件上的一种新型热阴极电弧装置。

背景技术

目前现有的热阴极电弧的结构复杂，蒸镀过程中浪费材料，造成成本高，屏蔽电磁的性能差，容易跑弧，磁场不稳定，引弧装置采用电磁引弧，回弹力量小，运动速度慢，引弧针容易与靶材粘结形成短路，使设备无法正常工作，而且水冷装置容易漏水，传统的金属屏蔽结构中，屏蔽罩与其它金属之间又需绝缘，使得整个装置结构复杂，加工和装配困难，成本高。中国专利03229462.X公开了一种多电弧蒸发源，其结构中的引弧装置采用电磁控制引弧杆的运动，水冷装置也是传统的方法，就是存在上述问题。中国专利94115583.8也公开了一种以电磁控制作为引弧装置的动力源的磁控引弧的镀膜装置，屏蔽罩同样采用金属屏蔽罩，同样存在上述问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型热阴极电弧装置，对结构进行了优化，采用气动引弧，力量大，速度快，故障率低；采用间接水冷，水冷效果好，更换靶材方便，工件涂镀膜层质量好，工作效率高；外屏蔽罩采用尼龙材质，使得装置结构简化，成本大幅度降低。整个装置具有靶材离化率高，利用率高；水冷效果好，产品镀涂层组织中的容滴小、表面光亮度高、涂层的组织细密等优点。

为实现以上效果，本实用新型提出的一种新型热阴极电弧装置包括：引弧装置、水冷装置、靶材、固定靶材的靶材固定装置、磁场装置、磁场装置外围的屏蔽装置，其特征是：所述引弧装置包括微型汽缸、固定微型汽缸的汽缸固定绝缘板、一端连接汽缸杆和定位块，另一端固定引弧针的引弧杆、固定引弧杆的固定座，及连接汽缸固定绝缘板和固定座的支撑杆；所述靶材固定装置包括外座体，置于外座体内部的内座体，置于内座体与外座体之间的外表面上的水咀座和连接座。

所述引弧装置中，微型汽缸是引弧装置的动力源，通过控制气源的开闭带动引弧杆往复运动。汽缸固定绝缘板为多半圆形，中间圆孔为固定汽缸用，边缘孔为自身定位螺栓孔，汽缸固定绝缘板采用尼龙材质，可间接的使微型汽缸与法兰座板绝缘；支撑杆为阶梯状圆柱形，一端为中间螺纹孔外缘铣扁，通过螺钉可使汽缸固定绝缘板定位在三根支撑杆上。另一端为外螺纹，可使自己本身固定在法兰座板上。三根支撑杆组合使用，不仅使汽缸固定绝缘板定位，而且可形成一轨道，使定位块不能在以汽缸杆中心为圆心的圆周上大幅度旋转；定位块为带凹槽的尼龙长方体，它固定在引弧杆上，在微型汽缸的带动下可在两支撑杆间上下运动，可使引弧杆不能大范围的转动，并且与支撑杆绝缘；引弧杆为阶梯状圆轴，铣扁端连接汽缸杆和定位块，另一端固定引弧针，随汽缸杆的运动带动引弧针运动；固定座为多半圆圆柱形，中间为圆形沉孔，它依靠支撑杆固定在法兰坐板上；绝缘密封套内外都为阶梯圆柱状，依靠固定座定位，使固定座和引弧杆绝缘；引弧针为半弓字形，依靠它使靶材起弧。在汽缸杆和引弧杆连接位置接上电源，在汽缸作用下可实现引弧针与靶材的接触和分离，从而达到引弧的目的。采用汽缸作为动力源，回弹力量大，运动速度快，解决了传统电磁引弧回弹力量小，运动速度慢，引弧针容易与靶材黏结形成短路，使设备无法正常工作的问题。

水冷装置中的各部件采用氩弧焊焊接在一起。靶材通过螺纹固定在水冷靶材座上。内座体和外座体之间形成水冷套，从水咀座处通水冷却。这种结构水冷效果好，涂镀颗粒小，涂镀层细腻、均匀。采用间接水冷，密封效果好，而且更换靶材简单、方便。

磁场装置由导磁体、磁体、磁体定位块、调节杆、绝缘块组成。导磁体为阶梯状圆形，磁体吸附在其上。磁体为圆柱状，它可以约束靶材表面的弧斑使其做规律的运动。磁体定位块限制磁体不能跑动。调节杆用来调节磁体与靶材之间的距离，达到调节靶材面磁场强弱的目的。当引弧蒸镀时电弧源靶面形成的强烈等离子体，磁场可以控制阴极弧斑的运动。在磁场的作用下，弧斑不仅在靶面做周向旋转运动，同时从圆心向外做径向运动，即弧斑不断地由小圈向大圈运动。同时还有轴向垂直靶面前方的运动，在轴向垂直靶面前方形成弧柱。调节磁场装置与靶材表面之间的距离，可以使弧斑的运动速度改变，从而使靶材蒸发速率的改变。此装置具有结构简单、调节灵活、聚弧效果好等优点。

外屏蔽罩采用尼龙材质，绝缘、屏蔽磁场效果好，比传统采用金属屏蔽的结构简单，稳固，成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细的说明：

图1为本实用新型装置总图。

图2为本实用新型的引弧装置图。

图3为本实用新型的水冷靶材座剖视图。

图4为本实用新型的水冷靶材座俯视图。

图5为本实用新型的电磁装置图。

图6为本实用新型的屏蔽罩固定装置图。

具体实施方式

如图1，新型热阴极电弧装置包括法兰座板1，固定在法兰座板1一侧的引弧装置2，用于稳固引弧装置2的稳弧板3，水冷靶材座5，固定在水冷靶材座5上的靶材4，固定在水冷靶材座下部中间位置的磁场装置6，套设在水冷靶材座5上部外围的屏蔽罩绝缘套7，套设在屏蔽绝缘套7上部外围的屏蔽罩8；屏蔽罩固定装置9用来固定屏蔽罩8，套在水冷靶材座5下部外围密封绝缘套11，密封绝缘套11上的O形密封圈12、套在螺钉16上的绝缘套13，磁场装置6外围的外屏蔽罩15，置于外屏蔽罩15内侧磁场装置6外围的支撑套17，和置于外屏蔽罩15内底部的调节板18组成。

引弧装置2包括微型汽缸21，通过螺钉22固定汽缸固定绝缘板23和支撑杆24，支撑杆24连接固定座27螺接固定在法兰座板1上，引弧杆26穿过固定座27连接定位块25和引弧针31，固定座27上方采用骨架胶封28，并外套有绝缘密封套29，绝缘密封套30外围套有O型密封圈29；微型汽缸21是引弧装置2的动力源，通过控制气源的开闭带动引弧杆26往复运动。汽缸固定绝缘板23为多半圆形，中间圆孔为固定微型汽缸21用，边缘孔为自身定位螺栓孔，汽缸固定绝缘板23采用尼龙材质，可间接的使微型汽缸21与法兰座板1绝缘；支撑杆24为阶梯状圆柱形，一端为中间螺纹孔外缘铣扁，通过螺钉固定汽缸固定绝缘板23定位在三根支撑杆24上，另一端为外螺纹，可使支撑杆24固定在法兰座板1上；定位块25为带凹槽的尼龙长方体，它固定在引弧杆上，在微型汽缸21的带动下可在两支撑杆24间上下运动，可使引弧杆26不能大范围的转动，并且与支撑杆24绝缘；引弧杆26为阶梯状圆轴，铣扁端连接汽缸杆和定位块25，另一端固定引弧针31，随汽缸杆的运动带动引弧针31运动；固定座27为多半圆圆柱形，中间为圆形沉孔，用来固定和压紧骨架胶封28和O形密封圈29，它依靠支撑杆24固定在法兰坐板1上；骨架胶封28采用国标标准件，用来密封引弧杆26；O形密封圈29用来密封绝缘密封套30和法兰座板1；绝缘密封套30内外都为阶梯圆柱状，依靠固定座27定位，使固定座27和引弧杆26绝缘；引弧针31为半弓字形，依靠它使靶材4起弧。在汽缸杆和引弧杆26连接位置接上电源，在微型汽缸21作用下可实现引弧针31与靶材4的接触和分离，从而达到引弧的目的。

如图3、图4所示水冷靶材座5包括外座体32、置于外座体32内部中心的内座体33、置于内座体33外侧与外座体32内侧之间的外表面上的水咀座34、36，连接座35，并且水冷靶材座5中的各部件采用氩弧焊焊接在一起。靶材4通过螺纹固定在水冷靶材座上5。内座体33和外座体32之间形成水冷套，从水咀座34处通水冷却。外座体32上表面分布着螺孔37、38、39，通过螺钉固定水冷靶材座5到法兰座板1上。

如图5所示磁场装置6，导磁体40通过螺钉42由磁体定位块43固定连接到调节杆44的一端，调节杆44另一端与绝缘块47通过螺钉46连接固定。导磁体为40为阶梯状圆形，磁体41吸附在其上；磁体41为圆柱状，它可以约束靶材表面的弧斑使其做规律的运动。磁体定位块43限制磁体41不能跑动。调节杆44用来调节磁体41与靶材4之间的距离，达到调节靶材面磁场强弱的目的。当引弧蒸镀时电弧源靶面形成的强烈等离子体，磁场可以控制阴极弧斑的运动。在磁场的作用下，弧斑不仅在靶面做周向旋转运动，同时从圆心向外做径向运动，即弧斑不断地由小圈向大圈运动。同时还有轴向垂直靶面前方的运动，在轴向垂直靶面前方形成弧柱。调节磁场装置6与靶材4表面之间的距离，可以使弧斑的运动速度改变，从而使靶材4蒸发速率的改变。

如图6所示屏蔽罩固定装置9由带螺孔的压盖49和压盖49下带螺孔的的阶梯状圆柱型绝缘体50，通过螺钉48固定在法兰座板1上，并与屏蔽罩8绝缘。

此装置具有结构简单、调节灵活、聚弧效果好等优点，外屏蔽罩采用尼龙材质，绝缘、屏蔽磁场效果好，简化了结构，降低了成本。

Claims (6)

1、一种新型热阴极电弧装置，包括：引弧装置、水冷装置、靶材、固定靶材的靶材固定装置、磁场装置、磁场装置外围的屏蔽装置，其特征是：所述引弧装置(2)包括微型汽缸(21)、固定微型汽缸(21)的汽缸固定绝缘板(23)、一端连接汽缸杆和定位块(25)，另一端固定引弧针(31)的引弧杆(26)、固定引弧杆(26)的固定座(27)，及连接汽缸固定绝缘板(23)和固定座(27)的支撑杆(24)；所述靶材固定装置(5)包括外座体(32)，置于外座体(32)内部的内座体(33)，置于内座体(33)与外座体(32)之间的外表面上的水咀座(34、36)和连接座(35)。

2、根据权利要求1所述的一种新型热阴极电弧装置，其特征是所述微型汽缸(21)是引弧装置的动力源，通过控制气源的开闭带动引弧杆(26)往复运动。

3、根据权利要求1所述的一种新型热阴极电弧装置，其特征是所述组成靶材固定装置(5)的外座体(32)和内座体(33)之间形成水冷套，从水咀座(34、36)处通水冷却。

4、根据权利要求1所述的一种新型热阴极电弧装置，其特征是所述靶材(4)通过螺纹固定在水冷靶材座(5)上。

5、根据权利要求1所述的一种新型热阴极电弧装置，其特征是所述磁场装置(6)是由导磁体(40)、磁体定位块(43)、吸附在导磁体(40)上的磁体(41)，一端连接在导磁体(40)上的调节杆(44)，固定在调节杆(44)另一端的绝缘块(47)组成。

6、根据权利要求5所述的一种新型热阴极电弧装置，其特征是所述导磁体(40)为阶梯状圆形，磁体(41)为圆柱状。

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