CN203222615U - 一种真空磁控溅射旋转阴极 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒和安装在所述靶筒上的靶材、产生环形磁场的磁钢，所述磁钢设置在所述靶筒内，还包括增强并拉平所述磁钢两端磁场强度的调节磁钢，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。本实用新型的一种真空磁控溅射旋转阴极，通过设置调节磁钢，增强并拉平所述磁钢两端磁场强度，上磁场变化大幅减少且变化平缓，旋转阴极靶材利用率大幅提高。同时，采用多级密封，使其多种密封性能更好。

Description

一种真空磁控溅射旋转阴极

技术领域

本实用新型涉及一种旋转阴极，尤其涉及一种用于真空磁控溅射的旋转阴极。

背景技术

旋转阴极是真空镀膜行业真空磁控溅射技术最主要部件，它被广泛应用于真空条件下，在基材表面溅射沉积纳米级金属材料（铝、钛、铌、钼等）、纳米级非金属材料、纳米级金属与非金属化合物材料。应用领域涵盖太阳能电池基础薄膜材料、触摸屏基础薄膜材料、显示面板基础薄膜材料、建筑幕墙基础薄膜材料、五金装饰等。目前广泛应用的旋转阴极基本组成包括磁钢、引水接头、支撑及辅助、驱动电机、引水管、靶筒及靶材等组件。现有技术中，旋转阴极的磁钢布局不合理，靶材工作中刻蚀有严重的“拐角效应”，利用率不高，约为65%。旋转阴极中大气与真空之间的密封、大气与旋转阴极的冷却水密封在结构上均属于“动密封”，现有技术的旋转阴极的密封为单一密封，由于易磨损或安装不当，很容易出现漏水、漏气。旋转阴极的旋转内部支撑采用的轴承为普通钢质轴承，不耐水，使用寿命短易损坏，且在工作电场使其产生涡流，而出现发热卡死。为了防止冷却水对磁钢的侵蚀，保护方式用钢罩，磁钢的冷却效果不好，易发热失效，即磁场强度下降。磁场在靶材表面的磁场强度为300-500高斯，靶的工作电压较高。引水头结构复杂，加工及安装不方便。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：构建一种用于真空磁控溅射的旋转阴极，克服现有技术磁钢布局不合理，靶材工作中刻蚀有严重的“拐角效应”，利用率不高的技术问题；以及现有技术密封单一，容易出现漏水、漏气的技术问题。

本实用新型的技术方案是：构建一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒和安装在所述靶筒上的靶材、产生环形磁场的磁钢，所述磁钢设置在所述靶筒内，还包括增强并拉平所述磁钢两端磁场强度的调节磁钢，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述磁钢包括多根条形磁钢，所述多根条形磁钢呈环形分布在所述靶筒内。

本实用新型的进一步技术方案是：所述旋转阴极还包括真空及对所述旋转阴极真空进行动密封的磁流体密封组件。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括设置在磁流体密封组件6内的冷却水及密封所述冷却水的冷却水密封单元，所述冷却水密封单元设置多级密封。

本实用新型的进一步技术方案是：所述冷却水密封单元包括对带有一定压力冷却水进行密封的骨架油封组件。

本实用新型的进一步技术方案是：在磁流体密封组件内设置硅类密封油脂进行密封。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括密封硅类密封油脂的O形密封圈。

本实用新型的进一步技术方案是：所述旋转阴极还包括旋转组件以及支撑所述旋转组件的陶瓷轴承。

本实用新型的进一步技术方案是：所述磁钢表面设置用于防水的氟碳漆层。

本实用新型的技术效果是：本实用新型构建一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒和安装在所述靶筒上的靶材、产生环形磁场的磁钢，所述磁钢设置在所述靶筒内，还包括增强并拉平所述磁钢两端磁场强度的调节磁钢，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。本实用新型的一种真空磁控溅射旋转阴极，通过设置调节磁钢，增强并拉平所述磁钢两端磁场强度，上磁场变化大幅减少且变化平缓，旋转阴极靶材利用率大幅提高。同时，采用多级密封，使其多种密封性能更好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1所示，本实用新型的具体实施方式是：构建一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒1和安装在所述靶筒1上的靶材7、产生环形磁场的磁钢2，所述磁钢2设置在所述靶筒1内，还包括增强并拉平所述磁钢2两端磁场强度的调节磁钢5，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。

如图1所示，本实用新型的具体实施过程是：旋转阴极工作时，靶材7加有负电压，在布有稀薄氩气的真空环境中，加在靶筒1及靶材7上的阴极电场驱动电子飞向基片，在此过程中电子受到磁钢2组成的环形磁场洛仑兹力的作用，以摆线和螺旋线状的复合式在靶筒1表面作圆周运动。使靶筒1表面电离出大量带正电的氩离子，在等离子体中的大量氩离子通过轰击靶材7，溅射出靶材7原子不断的沉积在基片10表面形成薄膜材料。在磁钢2组成的环形磁场中，由于两端的磁场强度出现跳跃式变化而产生的。所以我们在磁钢2布成的环形磁场的两端分别加一块调节磁钢5，从而增强并拉平两端磁场强度，实现环形磁场在整个“跑道”上磁场变化大幅减少且变化平缓，明显减弱了靶材7在刻蚀中发生的“拐角效应”。本实用新型旋转阴极靶材利用率可达80%以上。具体实施例中，所述磁钢2包括多根条形磁钢，所述多根条形磁钢呈环形分布在所述靶筒1内。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述旋转阴极还包括真空11及对所述旋转阴极真空11进行动密封的磁流体密封组件6。大气与真空11之间的密封采用用于动密封的磁流体密封组件6，由于使用磁流体密封组件6，密封的可靠性及寿命均有极大提高，且能实现了大气对真空11的“零”泄漏。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：还包括设置在磁流体密封组件6内的冷却水及密封所述冷却水的冷却水密封单元，所述冷却水密封单元设置多级密封。具体实施例中，所述冷却水密封单元包括对带有一定压力冷却水进行密封的骨架油封组件61。在磁流体密封组件6内设置硅类密封油脂62进行密封。还包括密封硅类密封油脂的O形密封圈63。在大气与旋转阴极的冷却水密封中，我们采用了“四级三类”密封法，所谓“四级三类”是对冷却水的第一、二级密封采用骨架封组件61，利用骨架封组件61的特性可起到密封带有一定压力的冷却水的作用，同时可隔离三级密封的硅类密封油脂62，第四级密封为O型密封圈63，用于隔离三级密封硅类密封油脂62与大气，同时O型密封圈63对因加工和安装引起的密封间隙不均匀性有着一定的吸收效果。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述旋转阴极还包括旋转组件9以及支撑所述旋转组件9的陶瓷轴承4。陶瓷轴承4具有抗水侵蚀，同时陶瓷的绝缘性决定此轴承不会受工作电场的影响。

如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述磁钢2表面设置用于防水的氟碳漆层。这样即可以让磁钢2等不耐水侵蚀的部件能直接被水冷却外，还可以有效防止水对部件的侵蚀。

本实用新型的技术效果是：本实用新型构建一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒1和安装在所述靶筒1上的靶材7、产生环形磁场的磁钢2，所述磁钢2设置在所述靶筒1内，还包括增强并拉平所述磁钢2两端磁场强度的调节磁钢5，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。本实用新型的一种真空磁控溅射旋转阴极，通过设置调节磁钢，增强并拉平所述磁钢两端磁场强度，上磁场变化大幅减少且变化平缓，旋转阴极靶材利用率大幅提高。同时，采用多级密封，使其多种密封性能更好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种真空磁控溅射旋转阴极，包括靶筒和安装在所述靶筒上的靶材、产生环形磁场的磁钢，所述磁钢设置在所述靶筒内，其特征在于，还包括增强并拉平所述磁钢两端磁场强度的调节磁钢，所述调节磁钢设置在所述磁钢两端。

2.根据权利要求1所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，所述磁钢包括多根条形磁钢，所述多根条形磁钢呈环形分布在所述靶筒内。

3.根据权利要求1所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，所述旋转阴极还包括真空及对所述旋转阴极真空进行动密封的磁流体密封组件。

4.根据权利要求1所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，还包括设置在磁流体密封组件内的冷却水及密封所述冷却水的冷却水密封单元，所述冷却水密封单元设置多级密封。

5.根据权利要求4所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，所述冷却水密封单元包括对带有一定压力冷却水进行密封的骨架油封组件。

6.根据权利要求4所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，在磁流体密封组件内的设置硅类密封油脂进行密封。

7.根据权利要求6所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，还包括密封硅类密封油脂的O形密封圈。

8.根据权利要求1所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，所述旋转阴极还包括旋转组件以及支撑所述旋转组件的陶瓷轴承。

9.根据权利要求1所述真空磁控溅射旋转阴极，其特征在于，所述磁钢表面设置用于防水的氟碳漆层。

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