CN207121635U - 一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
一种预置带点粒子多弧离子镀膜装置，它涉及一种多弧离子镀膜装置，具体涉及一种预置带点粒子多弧离子镀膜装置。本实用新型为了保持多弧离子镀高沉积速率特点，在源头区域有效地抑制大颗粒缺陷，从改善阴极弧靶引弧特性并增加阴极斑点密度的角度。本实用新型包括电弧阴极、电弧阳极、绝缘片、磁场线圈、附加电弧阳极、电弧电源、阴极弧靶、真空腔室、真空泵组和多弧离子镀电源，电弧阴极、电弧阳极、绝缘片、磁场线圈、附加电弧阳极、电弧电源组成带电粒子源，磁场线圈、电弧阳极、绝缘片由上至下依次套装在真空腔室的上表面，工作气体经由电弧阴极进入真空腔室内，电弧阳极与电弧电源的正极连接，电弧阴极与电弧电源的负极连接；工件设置在真空腔室内；真空泵组与真空腔室左侧下部的出气口连接。本实用新型属于多弧离子镀领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多弧离子镀膜装置，具体涉及一种预置带点粒子多弧离子镀膜装置，属于多弧离子镀领域。
背景技术
薄膜材料已经成为国家制造业中的一种重要材料，具有巨大的经济效益，被广泛地应用于航空、航天、冶金、化工、能源及生物等领域。
与其他技术方法相比，电弧离子镀技术具有离化率高、沉积速率高、膜基结合力良好及设备操作简单等特点而在工业中获得了应用。电弧离子镀制备薄膜时，为了保持稳定电弧燃烧，阴极弧在靶表面快速运动，在靶表面区域实现尖端放电，但是，局部弧斑电流密度高，尤其是电弧不断引燃瞬间容易产生短路大电流，引起靶材表面弧斑位置处出现熔融的液态金属，在局部等离子体压力作用下以液滴的形式喷溅出来，金属液滴，附着在薄膜表面或镶嵌在薄膜中形成“大颗粒”缺陷。随着薄膜材料和薄膜技术应用的日益广泛，大颗粒缺陷问题影响着薄膜使用性能，严重制约了其在新一代薄膜材料制备中的应用。
为了抑制大颗粒缺陷，磁场被引入至多弧离子镀中，在电弧离子镀源头上抑制大颗粒。利用磁场降低靶材表面阴极斑点停留时间，提高阴极斑点数量和运动速度，磁场类型主要包括：横向磁场、尖角磁场、楔形靶材等，但是不同研究人员关于磁场类型对于大颗粒的抑制效果存在差异，仍然存在大颗粒。
为了在大颗粒运动过程中抑制其到达薄膜表面，相继出现了阻碍大颗粒运动的工艺方法，主要包括利用阻挡屏蔽、电场抑制、磁场过滤等原理辅助分离和过滤消除大颗粒。磁过滤被认为是一种抑制电弧离子镀大颗粒的有效方法，但是这种方法显著地降低了电弧离子镀沉积速率，制约着磁过滤电弧离子镀在实际生产中的广泛应用。
实用新型内容
本实用新型为了保持多弧离子镀高沉积速率特点，在源头区域有效地抑制大颗粒缺陷，从改善阴极弧靶引弧特性并增加阴极斑点密度的角度，本实用新型提出一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置。
本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型包括电弧阴极、电弧阳极、绝缘片、磁场线圈、附加电弧阳极、电弧电源、阴极弧靶、真空腔室、真空泵组和多弧离子镀电源，电弧阴极、电弧阳极、绝缘片、磁场线圈、附加电弧阳极、电弧电源组成带电粒子源，磁场线圈、电弧阳极、绝缘片由上至下依次套装在真空腔室的上表面，工作气体经由电弧阴极进入真空腔室内，电弧阳极与电弧电源的正极连接，电弧阴极与电弧电源的负极连接；工件设置在真空腔室内；真空泵组与真空腔室左侧下部的出气口连接；阴极弧靶设置在真空腔室内的侧壁，附加电弧阳极设置在阴极弧靶与真空腔室内壁之间，附加电弧阳极与电弧电源的正极连接，多弧离子镀电源的负极与阴极弧靶连接，多弧离子镀电源的正极与真空腔室连接。
进一步的，附加电弧阳极与阴极弧靶之间的垂直距离为2mm～15mm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了在阴极弧靶表面区域预置带电粒子的多弧离子镀方法及装置，在保证多弧离子镀高沉积速率特点的前提下有效地抑制大颗粒缺陷，满足多弧离子镀制备高质量薄膜的科研和工业需求。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是附加电弧阳极与阴极弧靶之间的位置关系示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置包括电弧阴极1、电弧阳极2、绝缘片3、磁场线圈4、附加电弧阳极5、电弧电源6、阴极弧靶7、真空腔室9、真空泵组10和多弧离子镀电源12，电弧阴极1、电弧阳极2、绝缘片3、磁场线圈4、附加电弧阳极5、电弧电源6组成带电粒子源，磁场线圈4、电弧阳极2、绝缘片3由上至下依次套装在真空腔室9的上表面，工作气体11经由电弧阴极1进入真空腔室9内，电弧阳极2与电弧电源6的正极连接，电弧阴极1与电弧电源6的负极连接；工件8设置在真空腔室9内；真空泵组10与真空腔室9左侧下部的出气口连接；阴极弧靶7设置在真空腔室9内的侧壁，附加电弧阳极5设置在阴极弧靶7与真空腔室9内壁之间，附加电弧阳极5与电弧电源6的正极连接，多弧离子镀电源12的负极与阴极弧靶7连接，多弧离子镀电源12的正极与真空腔室9连接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置的附加电弧阳极5与阴极弧靶7之间的垂直距离为2mm～15mm。附加电弧阳极5为圆环结构并且它环绕阴极弧靶。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理
本实用新型工作过程如下：
步骤一、通过真空泵组10将真空腔室9内的空气抽出，真空腔室内气压≤10-3Pa；
步骤二、将工作气体11注入电弧阴极1内，在电弧电源6作用下，电弧阴极1与电弧阳极发生放电，通过磁场线圈4实现电弧阴极与附加电弧阳极5放电；
步骤三、通过多弧离子镀电源12实现阴极弧靶7放电，调节电流；
步骤四、随着工件8的转动，获得均匀且无大颗粒缺陷的薄膜。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置，其特征在于：所述一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置包括电弧阴极(1)、电弧阳极(2)、绝缘片(3)、磁场线圈(4)、附加电弧阳极(5)、电弧电源(6)、阴极弧靶(7)、真空腔室(9)、真空泵组(10)和多弧离子镀电源(12)，电弧阴极(1)、电弧阳极(2)、绝缘片(3)、磁场线圈(4)、附加电弧阳极(5)、电弧电源(6)组成带电粒子源，磁场线圈(4)、电弧阳极(2)、绝缘片(3)由上至下依次套装在真空腔室(9)的上表面，工作气体(11)经由电弧阴极(1)进入真空腔室(9)内，电弧阳极(2)与电弧电源(6)的正极连接，电弧阴极(1)与电弧电源(6)的负极连接；工件(8)设置在真空腔室(9)内；真空泵组(10)与真空腔室(9)左侧下部的出气口连接；阴极弧靶(7)设置在真空腔室(9)内的侧壁，附加电弧阳极(5)设置在阴极弧靶(7)与真空腔室(9)内壁之间，附加电弧阳极(5)与电弧电源(6)的正极连接，多弧离子镀电源(12)的负极与阴极弧靶(7)连接，多弧离子镀电源(12)的正极与真空腔室(9)连接。
2.根据权利要求1所述一种预置带电粒子多弧离子镀膜装置，其特征在于：附加电弧阳极(5)与阴极弧靶(7)之间的垂直距离为2mm～15mm。
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| CN114318249A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 广东鼎泰高科技术股份有限公司 | 一种无液滴的等离子体镀膜弧源结构、镀膜系统及镀膜方法 |
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2017
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