CN209357691U

CN209357691U - 一种新型离子源

Info

Publication number: CN209357691U
Application number: CN201822247087.9U
Authority: CN
Inventors: 杨元才; 褚景豫; 王慧峰; 钱鹏亮
Original assignee: SHANGHAI FUYI VACUUM EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI FUYI VACUUM EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-09-06
Anticipated expiration: 2028-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种新型离子源，包括底法兰、壳法兰、阴极法兰、绝缘套管、放电柱、进气装置、离子发生装置；底法兰的四周固定壳法兰；在壳法兰的顶部固定阴极法兰；在阴极法兰的顶部设置若干个放电柱安装孔；在放电柱安装孔内设置放电柱；进气装置设置在底法兰的圆心位置；进气装置穿过底法兰；穿入离子发生装置中并固定；进气装置与离子发生装置之间设置绝缘套管隔离；利用了利用了本实用新型在结构上的改变，将阴极从单个零部件变成均布的几个点，使得发射的离子从以往的跑道形式变成整个面，这样的离子束流不仅密度大，均匀性好，方向性也强。同时由于轴向磁场的作用，离子能量也更高。

Description

一种新型离子源

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种新型离子源。

背景技术

现有的离子源以考夫曼离子源和霍尔离子源为主。考夫曼离子源是应用较早的离子源，属于栅格式离子源。首先由阴极在离子源内腔产生等离子体，让后由两层或三层阳极栅格将离子从等离子腔体中抽取出来。这种离子源产生的离子方向性强，离子能量带宽集中，可广泛应用于真空镀膜中。缺点是阴极(往往是钨丝)在反应气体中很快就烧掉了，另外就是离子流量有极限，对需要大离子流量的用户可能不适和。霍尔离子源是阳极在一个强轴向磁场的协作下将工艺气体等离子化，这个轴向磁场的强不平衡性将气体离子分离并形成离子束。由于轴向磁场的作用太强，霍尔离子源离子束需要补充电子以中和离子流。常见的中和源就是钨丝(阴极)，钨丝一般横跨在出口，收离子束冲击很快会销蚀，尤其对反应气体，一般十几个小时就需更换。并且钨丝还会有一定的污染。霍尔离子源可以说是应用最广泛的离子源，国产的大部分离子源都是此类型。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，本实用新型目的实现一种新型离子源，其特征在于，包括底法兰、壳法兰、阴极法兰、绝缘套管、放电柱、进气装置、离子发生装置；所述的底法兰的四周固定所述的壳法兰；在所述的壳法兰的顶部固定阴极法兰；在所述的阴极法兰的顶部设置若干个放电柱安装孔；在放电柱安装孔内设置放电柱；所述的进气装置设置在底法兰的圆心位置；所述的进气装置穿过底法兰；穿入所述的离子发生装置中并固定；所述的进气装置与离子发生装置之间设置绝缘套管隔离。

进一步，所述的离子发生装置还包括绝缘套环、绝缘环、永磁铁、阳极法兰、间法兰；在所述的壳法兰的内侧设置一绝缘套环；绝缘套环的下方压住阳极法兰；在阳极法兰的下方，与间法兰之间设置绝缘环；并将在阳极法兰、绝缘环与间法兰螺栓固定；在间法兰上螺纹固定所述的放电柱；在阳极法兰上同样设置与所述的放电柱安装孔一一对应的圆孔；圆孔与所述的放电柱之间设置间隙；在间法兰的下方，在所述的绝缘套管上套入永磁铁。

进一步，所述的进气装置还包括空心管、密封法兰、第一氟橡胶圈、第二氟橡胶圈、紧固法兰、导电环、气管接头；空心管设置在所述的绝缘套管中间；在空心管的一端抵住间法兰；在空心管的另一端套入密封法兰；在空心管与密封法兰之间设置第二氟橡胶圈；在密封法兰的外侧，与底法兰之间套入第一氟橡胶圈；在密封法兰的下端套入紧固法兰；并将紧固法兰与底法兰固定；在紧固法兰的下端，在空心管上套入导电环；在空心管上螺纹固定气管接头。

进一步；所述的绝缘套环、绝缘环和绝缘套管的材料为陶瓷；所述的永磁铁为钕铁硼磁铁；

进一步，所述的空心管和紧固法兰的材料为304不锈钢。

进一步，所述的密封法兰为聚四氟乙烯。

进一步，所述的放电柱呈环状阵列排列。

进一步，所述的空心管的一端上相互垂直设置两个通孔。

本实用新型的技术效果在于，利用了本发明在结构上的改变，将阴极从单个零部件变成均布的几个点，使得发射的离子从以往的跑道形式变成整个面，这样的离子束流不仅密度大，均匀性好，方向性也强。同时由于轴向磁场的作用，离子能量也更高。无灯丝、栅极及中和源，可长时间稳定运行和生产。具有非常高的平均无故障时间和极低的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的正向立体示意图。

图2是本实用新型的方向立体左视图。

图3是本实用新型的全剖视图。

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。

结合附图1、附图2、附图3所示，本实施例提供了一种新型离子源，包括底法兰6、壳法兰4、阴极法兰1、绝缘套管11、放电柱7、进气装置20、离子发生装置30；底法兰6的四周固定壳法兰4；在壳法兰4的顶部固定阴极法兰1；在阴极法兰1的顶部设置若干个放电柱安装孔18；在放电柱安装孔18内设置放电柱7；进气装置20设置在底法兰6的圆心位置；进气装置20穿过底法兰6；穿入离子发生装置30中并固定；进气装置20与离子发生装置30之间设置绝缘套管11隔离；通过将进气装置20设置在离子发生装置30中。将阴极从单个零部件变成均布的几个点，使得发射的离子从以往的跑道形式变成整个面，这样的离子束流不仅密度大，均匀性好，方向性也强。同时由于轴向磁场的作用，离子能量也更高。无灯丝、栅极及中和源，可长时间稳定运行和生产。具有非常高的平均无故障时间和极低的维护成本。

为了实现上述的技术特点，如附图3所示，离子发生装置30还包括绝缘套环2、绝缘环3、永磁铁5、阳极法兰8、间法兰9；在壳法兰4的内侧设置一绝缘套环2；绝缘套环2的下方压住阳极法兰8；在阳极法兰8的下方，与间法兰9之间设置绝缘环3；并将在阳极法兰8、绝缘环2与间法兰9螺栓固定；这样使得阴极和阳极缘套环2、绝缘环3进行了隔离，使得产生电离成为了可能，另外通过在间法兰9上螺纹固定放电柱7；在阳极法兰8上同样设置与放电柱安装孔18一一对应的圆孔19；圆孔19与放电柱7之间设置间隙；间隙用于电离空间的产生，离子在间隙中有了产生的空间，同时，该间隙较小，更容易形成质量较高的离子；同时，在间法兰8的下方，在绝缘套管11上套入永磁铁5；用于吸引离子的导向作用。

同时，在所述的进气装置20中还设计了空心管10、密封法兰12、第一氟橡胶圈13、第二氟橡胶圈14、紧固法兰15、导电环16、气管接头17；空心管10设置在绝缘套管11中间；在空心管10的一端抵住间法兰8；在空心管10的另一端套入密封法兰12；在空心管10与密封法兰12之间设置第二氟橡胶圈14；在密封法兰12的外侧，与底法兰6之间套入第一氟橡胶圈13；在密封法兰12的下端套入紧固法兰15；并将紧固法兰15与底法兰6固定；在紧固法兰15的下端，在空心管10上套入导电环16；在空心管10上螺纹固定气管接头17。这样，通过导电环16上施加正电压，通过空心管10将正电压传导到阳极法兰8上，由于绝缘套环2、绝缘环3和绝缘套管11的材料为陶瓷；绝缘套管11隔绝了与阴极法兰1；同时，绝缘套环2、绝缘环3将阴极法兰1与阳极法兰8隔绝，同时，放电柱7与阳极法兰8之间有间隙，同时，也隔离了正负电压差。在本实用新型中，密封法兰12为聚四氟乙烯；同样是绝缘材料，将空心管10上的正电压与底法兰6同样，进行了隔绝，使得空心管10、导电环16、气管接头17和阳极法兰8带正电压以外，其余部件均带负电压；这样使得阴极和阳极进行了隔离，同时，使得装置的体积大为减小。

在本实用新型中永磁铁5为钕铁硼磁铁；空心管10和紧固法兰15的材料为304不锈钢。密封法兰12为聚四氟乙烯。

同时，为了增加电离的效果放电柱7呈环状阵列排列。空心管10的一端上相互垂直设置两个通孔。

作为本实用新型优选的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，也是本实用新型的保护范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种新型离子源，其特征在于，包括底法兰、壳法兰、阴极法兰、绝缘套管、放电柱、进气装置、离子发生装置；所述的底法兰的四周固定所述的壳法兰；在所述的壳法兰的顶部固定阴极法兰；在所述的阴极法兰的顶部设置若干个放电柱安装孔；在放电柱安装孔内设置放电柱；所述的进气装置设置在底法兰的圆心位置；所述的进气装置穿过底法兰；穿入所述的离子发生装置中并固定；所述的进气装置与离子发生装置之间设置绝缘套管隔离。

2.如权利要求1所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的离子发生装置还包括绝缘套环、绝缘环、永磁铁、阳极法兰、间法兰；在所述的壳法兰的内侧设置一绝缘套环；绝缘套环的下方压住阳极法兰；在阳极法兰的下方，与间法兰之间设置绝缘环；并将在阳极法兰、绝缘环与间法兰螺栓固定；在间法兰上螺纹固定所述的放电柱；在阳极法兰上同样设置与所述的放电柱安装孔一一对应的圆孔；圆孔与所述的放电柱之间设置间隙；在间法兰的下方，在所述的绝缘套管上套入永磁铁。

3.如权利要求1所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的进气装置还包括空心管、密封法兰、第一氟橡胶圈、第二氟橡胶圈、紧固法兰、导电环、气管接头；空心管设置在所述的绝缘套管中间；在空心管的一端抵住间法兰；在空心管的另一端套入密封法兰；在空心管与密封法兰之间设置第二氟橡胶圈；在密封法兰的外侧，与底法兰之间套入第一氟橡胶圈；在密封法兰的下端套入紧固法兰；并将紧固法兰与底法兰固定；在紧固法兰的下端，在空心管上套入导电环；在空心管上螺纹固定气管接头。

4.如权利要求2所述的一种新型离子源，其特征在于；所述的绝缘套环、绝缘环和绝缘套管的材料为陶瓷；所述的永磁铁为钕铁硼磁铁。

5.如权利要求3所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的空心管和紧固法兰的材料为304不锈钢。

6.如权利要求3所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的密封法兰为聚四氟乙烯。

7.如权利要求1所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的放电柱呈环状阵列排列。

8.如权利要求3所述的一种新型离子源，其特征在于，所述的空心管的一端上相互垂直设置两个通孔。