CN209323002U - 一种弹片式电弧离子镀引弧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种弹片式电弧离子镀引弧装置，涉及电弧离子镀技术领域。其包括：引弧杆和电极触片；所述引弧杆密封穿过电弧离子镀设备的外壳本体，所述引弧杆的一端部伸入电弧离子镀设备的腔室内，另一端部安装有驱动所述引弧杆沿轴向往返运动的驱动装置；所述引弧杆和所述驱动装置上连接有根据所述引弧杆沿轴向往返运动而使所述引弧杆的电流闭合/断开的电极触片。本实用新型提供了一种弹片式电弧离子镀引弧装置，用于使引弧针在与阴极靶接触时通电以瞬间短路放电，并在放电后断开电流同时实现引弧针与阴极靶的远离，从而避免引弧针的老化，增加引弧针的使用寿命。

Description

一种弹片式电弧离子镀引弧装置

技术领域

本实用新型涉及电弧离子镀技术领域，特别是涉及一种弹片式电弧离子镀引弧装置。

背景技术

多弧离子镀膜技术是在真空条件下，通过控制电弧在靶材表面移动，来蒸发靶材金属，并在基片上施加一个高偏压，使得电弧蒸发出来的靶材粒子高速轰击在基片上，形成薄膜的过程。由于靶材表面上的电弧是一个低电压、大电流的直流电源来供给，所以本身只能维持电弧不能自发产生电弧，产生电弧的时候需要单独的引弧结构。引弧时，通过引弧针施加阳极电，靶材施加阴极电，引弧针短暂接触靶材使得阴阳极短暂短路，然后引弧针在离开靶材表面时，阴阳极电路出现击穿电弧，在通过电弧电源提供一个稳定的低电压、大电流输出，实现电弧的自我维持。

目前引弧针在引弧过程中，引弧针放置在阴极靶面前，作为接地端与阴极瞬间短路，产生大电流，从而引起弧光放电，引弧针在阴极稳定放电无任何影响，但常规的引弧针通常是通过保护电阻接地，在放电过程中，引弧针作为阳极，大量电子受电场影响，会轰击引弧针的前端，前端受热会加速引弧针材料的老化，降低实用寿命，同时部分电子从引弧针上被导出，减少了放电过程中的电子的数量，对弧光放电过程中的离化有一定的影响。而且，引弧针与真空室的密封方式是采用橡胶密封，一方面受热的引弧杆温度较高，加速橡胶密封件的老化，另一方面引弧针在前后移动的时候不可避免与橡胶摩擦，使得橡胶易于老化或者受到损伤，导致真空室漏气，严重影响镀膜质量。

现阶段对于引弧针的吸收电子受热老化主要有以下两种处理方式：1、隐藏式，通过弹力组件将引弧针引弧后隐藏，缺点结构复杂，成本高，稳定性差。2、电位悬浮，将引弧针电位悬浮，其电路上加装延时开关并配合plc控制实现引弧针的电位悬浮，缺点：成本高、大电流的延时开关使用寿命有限、plc控制设计复杂。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种弹片式电弧离子镀引弧装置，能够及时地使电极触片交替的闭合、断开。

本实用新型的另一个目的是要提供一种弹片式电弧离子镀引弧装置，以避免引弧针老化，增加引弧针的使用寿命。

特别地，本实用新型提供了一种弹片式电弧离子镀引弧装置，包括引弧杆，所述引弧杆穿过电弧离子镀设备的外壳本体并与所述外壳本体形成密封，所述引弧杆的一端部伸入所述电弧离子镀设备的腔室内，另一端部安装有用于驱动所述引弧杆沿其轴向往返运动的驱动装置；所述引弧杆和所述驱动装置上连接有随所述引弧杆沿其轴向的往返运动而使所述引弧杆的电流闭合/断开的电极触片。

可选地，所述电极触片包括第一电极触片和第二电极触片，所述第一电极触片安装于所述驱动装置上，所述第一电极触片与所述驱动装置件绝缘；所述第二电极触片与所述引弧杆电接触。

可选地，所述电极触片为铜片、铝片及以铜铝为基材进行镀银、镀金、表面石墨化处理表面的片状电极中的任意一种。

可选地，所述第一电极触片为“L”形，所述第二电极触片为长方形。

可选地，所述引弧杆上安装有波纹管组件、外套筒和驱动支架；

所述波纹管组件套设在所述引弧杆上，所述波纹管组件包括第一端、波纹管、压筒和第二端，所述第一端与所述引弧杆焊接密封；

所述外套筒套设在所述波纹管组件上，所述外套筒一端通过压板和紧固件固定与所述压筒连接，另一端套设于所述引弧杆；

所述驱动支架固定安装于所述第二端。

可选地，所述引弧杆上套设压盖，所述外套筒的另一端通过压板及紧固件与所述压盖连接。

可选地，所述波纹管为不锈钢材质。

可选地，所述第一端与所述引弧杆通过激光焊接。

可选地，所述引弧杆伸入电弧离子镀设备的腔室内一端安装有引弧针。

本实用新型提供的一种弹片式电弧离子镀引弧装置，通过在引弧杆上安装可闭合/断开的电极触片，并结合利用波纹管的弹性伸缩及良好的真空密封性，以及驱动装置使得引弧杆能够往返运动，从而使电极触片交替的闭合、断开，以减少大量电子受电场影响轰击引弧针的前端所造成的加热老化现象。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的一种弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性结构图；

图2是根据图1所示的弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性结构图；

图3是根据图1所示的弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性剖视图；

图4是根据图1所示的弹片式电弧离子镀引弧装置的引弧杆和波纹管组件的示意性结构图；

图5是根据图4所示的引弧杆和波纹管组件的示意性剖视图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的一种弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性结构图。图2是根据图1所示的弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性正视图。图3是根据图1所示的弹片式电弧离子镀引弧装置的示意性剖视图。如图1-图3所示，一种弹片式电弧离子镀引弧装置，一般地可以包括：引弧杆1。引弧杆1密封穿过电弧离子镀设备的外壳本体。引弧杆1的一端部伸入电弧离子镀设备的腔室内，引弧杆1伸入电弧离子镀设备的腔室内一端安装有引弧针。另一端部安装有驱动引弧杆1沿轴向往返运动的驱动装置9。引弧杆1和驱动装置9上连接有随引弧杆1沿其轴向的往返运动而使引弧杆1的电流闭合/断开的电极触片(7、8)。电极触片包括第一电极触片7和第二电极触片8。第一电极触片7安装于驱动装置9上，第一电极触片7与驱动装置9绝缘。第二电极触片8与引弧杆1电接触。

具体地，第一电极触片7为“L”形，第二电极触片8为长方形，使得第一电极触片7和第二电极触片8接触时具有较大的接触面积，以便于大电流的通过。可选地，第一电极触片7通过由绝缘材料制成的固定件71固定在驱动装置9上，在固定件71上设有孔，通过螺栓和铜扣将导线与第一电极触片7固定连接。驱动装置9通过驱动支架10安装在引弧杆1的外套筒3上。第一电极触片7和第二电极触片8可以是导电材料制成，如铜、银等导电金属或碳材料。可选地，电极触片为铜片、铝片及以铜铝为基材进行镀银、镀金、表面石墨化处理表面的片状电极中的任意一种。

在一个具体的实施方式中，引弧杆上安装有波纹管组件2、外套筒3和驱动支架10。引弧杆1用于穿过电弧离子镀设备的外壳本体，以将电流或电压输送至电弧离子镀设备的腔室内，以用于与靶材产生电弧。波纹管组件2套设在引弧杆1上。波纹管组件2包括第一端21、波纹管22、压筒23和第二端24。第一端21与引弧杆1焊接密封，其焊接方式可以是本领域技术人员所熟知的焊接方式，以实现第一端21与引弧杆1间的完全密封即可，在一个优选的实施方式中，可以采用激光焊接的方式，能够实现良好的真空密封。波纹管22为具有弹性的、可伸缩的管状结构。压筒23为与引弧杆1同轴的圆盘状形状，可选地，压筒23还可以是法兰结构。第二端24为内径大于引弧杆1的空心圆筒形状，以使得引弧杆1能够在波纹管组件2内沿轴向移动。外套筒3套设在波纹管组件2上。外套筒3一端通过压板31和紧固件4与压筒23固定连接。另一端套设于引弧杆1上。外套筒3的两端具有压板31，以便于与压筒23以及引弧杆1固定连接。外套筒3的设置可以增加波纹管组件2的使用寿命，并使其更加美观。外套筒3可以安装固定在电弧离子镀设备的外壳本体上，并实现真空密封及电位悬浮。

具体地，波纹管组件2与引弧杆1同轴设置。当引弧杆1沿轴向往返运动时，波纹管22在其本身的弹性作用下能够进行压缩和舒张，使得引弧杆1与电弧离子镀设备的外壳本体之间的挤压型密封变为压板31与压筒23间的静密封及波纹管弹性伸缩，从而可以用来替换传统技术中引弧杆1与电弧离子镀设备的外壳本体之间通过O型圈或油封等密封方式，实现引弧的完全无漏点的目的。

在一个具体的实施方式中，压筒23上设有用于放置密封圈5的密封槽。密封圈5为O型密封圈。可选地，波纹管22与压筒23之间还可以设有隔套6，隔套6套设在波纹管组件2上，隔套6的周面设有密封槽)。可选地，波纹管22与压筒23之间通过KF密封组件进行真空密封，即紧固件4为kf法兰卡箍，密封圈5为KF密封圈，隔套6为kf密封圈支架，外套筒3与kf卡箍4形成真空密封。

在另一个具体的实施方式中，波纹管22与压筒23之间设有隔套6，压筒23上设有用于对隔套6限位的限位槽。外套筒3与隔套6接触处设置有限位环32，隔套6的周面设有密封槽。

可选地，引弧杆1上套设压盖11。外套筒3的另一端通过压板31及紧固件与压盖11连接。压盖11的内径大于引弧杆1，以便于引弧杆1穿过压盖11沿轴向运动。

本实用新型提供的一种弹片式电弧离子镀引弧装置，波纹管22为具有弹性的结构，可以为不锈钢材质，例如304、316不锈钢等。

本实用新型提供的一种弹片式电弧离子镀引弧装置，其电极触片的闭合、断开通过与波纹管的弹性伸缩的密封性以及驱动装置使得引弧杆能够往返运动相结合，从而实现对引弧杆及引弧针电流的连通/断开，具有结构简单、成本低、稳定性好的优点。

本实用新型提供的一种弹片式电弧离子镀引弧装置，通过在引弧杆上安装可闭合/断开的电极触片，并结合利用波纹管的弹性伸缩及良好的真空密封性，以及驱动装置使得引弧杆能够往返运动，从而使电极触片交替的闭合、断开，使引弧针在与阴极靶接触时通电以瞬间短路放电，并在放电后断开电流同时实现引弧针与阴极靶的远离，引弧针电位悬浮，从而避免引弧针的老化，增加引弧针的使用寿命；以减少大量电子受电场影响轰击引弧针的前端所造成的加热老化现象。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，包括引弧杆，所述引弧杆穿过电弧离子镀设备的外壳本体并与所述外壳本体形成密封，所述引弧杆的一端部伸入所述电弧离子镀设备的腔室内，另一端部安装有用于驱动所述引弧杆沿其轴向往返运动的驱动装置；所述引弧杆和所述驱动装置上连接有随所述引弧杆沿其轴向的往返运动而使所述引弧杆的电流闭合/断开的电极触片。

2.根据权利要求1所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述电极触片包括第一电极触片和第二电极触片，所述第一电极触片安装于所述驱动装置上，所述第一电极触片与所述驱动装置件绝缘；所述第二电极触片与所述引弧杆电接触。

3.根据权利要求2所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述电极触片为铜片、铝片及以铜铝为基材进行镀银、镀金、表面石墨化处理表面的片状电极中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述第一电极触片为“L”形，所述第二电极触片为长方形。

5.根据权利要求1所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述引弧杆上安装有波纹管组件、外套筒和驱动支架；

所述波纹管组件套设在所述引弧杆上，所述波纹管组件包括第一端、波纹管、压筒和第二端，所述第一端与所述引弧杆焊接密封；

所述外套筒套设在所述波纹管组件上，所述外套筒一端通过压板和紧固件固定与所述压筒连接，另一端套设于所述引弧杆；

所述驱动支架固定安装于所述第二端。

6.根据权利要求5所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述引弧杆上套设压盖，所述外套筒的另一端通过压板及紧固件与所述压盖连接。

7.根据权利要求5所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述波纹管为不锈钢材质。

8.根据权利要求5所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述第一端与所述引弧杆通过激光焊接。

9.根据权利要求1所述的弹片式电弧离子镀引弧装置，其特征在于，所述引弧杆伸入电弧离子镀设备的腔室内一端安装有引弧针。