CN204550701U - 一种等离子体源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子体源，包括：用于产生电子的阴极；加热器，所述加热器设置于所述阴极下方，对所述阴极进行加热；用于接收所述阴极产生的电子并产生等离子体的阳极管，所述阳极管包括铝环、充氧环以及钢环；所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，所述隔离层用于隔离所述等离子体与所述铝环、所述充氧环以及所述钢环接触。本实用新型通过在所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，阻挡了阳极管产生的大密度等离子体对阳极管中的金属进行轰击作用，避免了打火现象，保护了等离子体源中的金属表面不受污染。

Description

一种等离子体源

技术领域

本实用新型涉及金属表面处理工艺技术领域，更具体地说，涉及一种等离子体源。

背景技术

在光学薄膜行业，真空镀膜机通常使用APS(Advance Plasma Source)作为辅助镀膜的等离子体源。等离子体源产生的等离子体会对真空镀膜机的腔体进行破坏，等离子体源中的许多部件均是由金属材料制成，在一定的使用参数下，产生的等离子体轰击在金属表面，发生打火的现象，严重的会造成镀膜光洁度变差，主要体现在几微米至几十微米的小亮点数量骤增。最终限制了工艺窗口，并降低了设备使用寿命。

目前，为减少等离子体对腔体的蚀刻损伤，一般都会对真空腔体内部的金属表面做阳极氧化处理。在金属表面做阳极氧化处理时，针对铝及合金进行氧化处理，通常利用电解液和特定的工艺条件，在外加电流的作用下，于铝及其合金表面形成一层氧化铝薄膜，针对不锈钢进行氧化处理，使用同样的氧化处理方法时，通常会有损失。例如，在对真空镀膜机中的铝环、充氧环以及钢环进行表面氧化处理时，由于充氧环中有管路，不能浸泡液体，因此不能利用传统的氧化方法进行表面氧化处理。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种等离子体源，能够有效避免等离子体与等离子体源中的金属直接作用而造成打火现象。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种等离子体源，包括：

用于产生电子的阴极；

加热器，所述加热器设置于所述阴极下方，对所述阴极进行加热；

用于接收所述阴极产生的电子并产生等离子体的阳极管，所述阳极管包括铝环、充氧环以及钢环；

所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，所述隔离层用于隔离所述等离子体与所述铝环、所述充氧环以及所述钢环接触。

优选的，在上述等离子体源中，所述隔离层为氧化钇层、氧化锆层或者氧化铝层。

优选的，在上述等离子体源中，所述氧化钇层、所述氧化锆层或者所述氧化铝层的厚度范围均为100μm-200μm。

优选的，在上述等离子体源中，所述氧化钇层的厚度为150μm。

优选的，在上述等离子体源中，所述阴极为材料为LaB6的阴极。

优选的，在上述等离子体源中，所述铝环和设置于所述铝环下表面的所述充氧环位于所述阳极管的顶部，所述钢环位于所述阳极管的中部。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种等离子体源，包括：用于产生电子的阴极；加热器，所述加热器设置于所述阴极下方，对所述阴极进行加热；用于接收所述阴极产生的电子并产生等离子体的阳极管，所述阳极管包括铝环、充氧环以及钢环；所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，所述隔离层用于隔离所述等离子体与所述铝环、所述充氧环以及所述钢环接触。本实用新型通过在所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，阻挡了阳极管产生的大密度等离子体对阳极管中的金属进行轰击作用，避免了打火现象，保护了等离子体源中的金属表面不受污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种等离子体源示意图；

图2为本实用新型提供的一种等离子体源阳极管示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中等离子体源产生的等离子体轰击在金属表面最终发生打火的现象，本实用新型提供了一种等离子体源，如图1所示，等离子体源包括：用于产生电子的阴极120；加热器130，所述加热器130设置于所述阴极120下方，对所述阴极120进行加热；用于接收所述阴极120产生的电子并产生等离子体的阳极管110，如图2所示，所述阳极管110包括铝环101、充氧环102以及钢环105；所述铝环101、所述充氧环102以及所述钢环105的表面均设置有隔离层，所述隔离层用于隔离所述等离子体与所述铝环101、所述充氧环102以及所述钢环105接触。其中，在钢环105的上表面设置有陶瓷环104，阳极管110的外表面是一个屏蔽罩103，屏蔽罩103中设置有线圈，阴极120的材料选用LaB6，阴极120下方的加热器130选用石墨加热器，由阴极120下方的石墨加热器对LaB6加热，达到一定温度后释放出电子并移向阳极管110，阳极管110是管状结构，管状结构的阳极管110中缠有线圈。电子在线圈产生的电磁场作用下做螺旋运动，与从阳极管110的底部充入的Ar充分碰撞，使Ar电离，形成等离子体。Ar离子在电磁场作用下被加速引出。在阳极管110的顶部有充氧环102，充入氧气并在Ar离子作用下一起向距离阳极管110顶部半米处的基片运动。

所述铝环101和设置于所述铝环101下表面的所述充氧环102位于所述阳极管的顶部，所述钢环105位于所述阳极管110的中部。由于阳极管110的顶部设置有铝环101和充氧环102，所述铝环101设置于所述充氧环102的上表面，中部设置有钢环105，阳极管110中产生的等离子体在磁场作用下被加速引出时，会轰击铝环101、充氧环102以及钢环105表面，使其产生打火现象，导致等离子体源的真空腔内部的金属表面遭到破坏，在金属表面产生烧灼斑点。本实用新型在铝环101、充氧环102以及钢环105的表面均设置有隔离层，隔离层用于隔离所述等离子体与铝环101、充氧环102以及钢环105接触。在本实用新型中，隔离层为氧化钇、氧化锆或者氧化铝，其它类型的隔离层只要能达到隔离效果的均在保护范围之内。氧化钇层、氧化锆层或者氧化铝层的厚度范围均为100μm-200μm。其中，氧化钇是一种重要的军工材料，具有极好的机械性能，以及耐热、耐水、耐腐蚀性能，抗等离子体蚀刻性能良好。主要用于导弹的红外窗口、整流罩、绝缘支架和高温窗等。本实施例中，在铝环101、充氧环102以及钢环105的表面设置厚度约为150μm的氧化钇层，氧化钇层能够有效附着在金属表面，形成可靠的隔绝层。

所述铝环101、所述充氧环102以及所述钢环105的表面均通过离子喷涂工艺、亚音速火焰喷涂工艺或者熔射喷涂工艺的方法设置隔离层，目的在于使金属表面均匀的形成隔离层。经过喷涂工艺，将氧化钇层、氧化锆层或者氧化铝层涂覆在铝及其合金、不锈钢等金属表面，其本身具备优秀的机械性能，以及耐热、耐水、耐腐蚀和良好的抗等离子体蚀刻性能，能够提供更稳定、可靠的防打火效果。

隔离层阻挡了阳极管110产生的大密度等离子体对阳极管110中的金属进行轰击作用，避免了打火现象，保护了等离子体源中的金属表面不受污染。同时，因避免了打火问题造成的损耗，也起到了保护设备、延长设备寿命和减少了维护费用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种等离子体源，其特征在于，包括：

用于产生电子的阴极；

加热器，所述加热器设置于所述阴极下方，对所述阴极进行加热；

用于接收所述阴极产生的电子并产生等离子体的阳极管，所述阳极管包括铝环、充氧环以及钢环；

所述铝环、所述充氧环以及所述钢环的表面均设置有隔离层，所述隔离层用于隔离所述等离子体与所述铝环、所述充氧环以及所述钢环接触。

2.如权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，所述隔离层为氧化钇层、氧化锆层或者氧化铝层。

3.如权利要求2所述的等离子体源，其特征在于，所述氧化钇层、所述氧化锆层或者所述氧化铝层的厚度范围均为100μm-200μm。

4.如权利要求3所述的等离子体源，其特征在于，所述氧化钇层的厚度为150μm。

5.如权利要求1-4任一项所述的等离子体源，其特征在于，所述阴极为材料为LaB6的阴极。

6.如权利要求1所述的等离子体源，其特征在于，所述铝环和设置于所述铝环下表面的所述充氧环位于所述阳极管的顶部，所述钢环位于所述阳极管的中部。