CN212247177U - 一种镀膜基片的等离子清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镀膜基片的等离子清洗装置，该装置包括真空室，真空室具有充气孔和抽气孔，还包括位于真空室内的电离阴极、电离阳极、工件架、挡板和位于真空室外的离化源一、离化源二、电源；离化源一的阳极接地阴极连接电离阴极，离化源二阴极接地阳极连接电离阳极，电源阳极接地阴极连接工件架。利用阴阳极电磁场作用使电离出的电子定向移动，在移动过程中碰撞工作气体原子使其带正电从而使真空室中形成密集的带正电的离子和带负电的电子，带正电的离子不断向具有负高压的工件飞速移动，撞击工件表面时将工件表面的污染物打掉达到清洗的作用，该清洗方式还可清洗掉更深层次的污染物，其清洗效果好且效率高，具有较高的应用价值。

Description

一种镀膜基片的等离子清洗装置

技术领域

本实用新型涉及离子镀膜器械技术领域，特别涉及一种镀膜基片的等离子清洗装置。

背景技术

真空镀膜是现有技术中一种常见的镀膜技术，在真空镀膜前，往往需要对基片进行清洗，只对工件表面采用洗涤剂等清洗，难以去除渗透基片表面的污渍以及工件表面的氧化层，因此，现有技术中多采用等离子清洗，等离子清洗的原理是在真空腔体里，通过射频电源在一定的压力情况下起辉产生高能量的无序的等离子体，通过等离子体轰击被清洗产品表面以达到清洗目的，即通过射频电源在真空环境中产生的等离子体对基片表面进行轰击，从而有效去除附着及渗透于基片表面内部的污渍或基片表面的氧化层。

但是现有技术中的等离子清洗装置及清洗技术对基片的清洗效果不佳，即单纯的等离子清洗装置能量有限、覆盖不均，并且清洗介质的离化率低从而使其难以达到快速且完全均匀清洗基片表面的效果，不仅影响工作效率，而且可能还存在基片清洗不完全或清洗不均影响基片的均匀性，从而影响后续的镀膜质量。

因此，如何提供一种具有较高能量且离化率高并能均匀对基片表面进行清洗的等离子清洗装置及其使用方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种镀膜基片的等离子清洗装置，设备采用阴极弧离子镀膜原理，能量高且离化率高，可快速完全清洗刻蚀基片表面，并通过对阴极及阳极的调整，使离化均衡，等离子可均匀作用于基片表面，确保清洗后基片的性能，进而保证镀膜质量。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种镀膜基片的等离子清洗装置，包括真空室，所述真空室具有充气孔和抽气孔，还包括位于所述真空室内的电离阴极、电离阳极、工件架、挡板和位于真空室外的离化源一、离化源二、电源；

所述离化源一的阳极接地阴极连接所述电离阴极，所述离化源二阴极接地阳极连接所述电离阳极，所述电源阳极接地阴极连接所述工件架，所述挡板位于所述电离阴极与所述工件架之间且高度与所述真空室相等；

所述工件架与所述真空室底端旋转密封连接。

优选的，所述电离阴极包括阴极管以及与所述阴极管同轴的磁靴，所述磁靴表面面对所述阳极的一侧均布有磁钢，所述阴极管与所述磁靴之间具有空隙形成阴极水道；所述电离阳极为中空阳极管，中空部分形成阳极水道。

上述优选技术方案的有益效果是：电极在工作中产生大量的热量，增设水道后可采用循环冷却水将热量带走，避免过热损坏。

优选的，所述阴极管材质为钛或其它与被清洗工件相同的材质。

上述优选技术方案的有益效果是：避免阴极电离材料对工件造成新的污染。

优选的，所述磁钢为钕铁硼材料，磁场强度≥3000高斯，所述磁靴为纯铁材质，所述阳极管为不锈钢材质。

优选的，所述工件架底端中心处具有旋转轴，所述旋转轴穿过所述真空室底端连接电机，所述旋转轴与所述真空室之间具有旋转密封圈。

上述优选技术方案的有益效果是：在工作过程中通过旋转工件架使待清洗工件全方位有效得到清洗。

优选的，所述电离阴极、所述电离阳极和所述工件架的高度相等且小于所述真空室的高度。

上述优选技术方案的有益效果是：确保电离覆盖整个真空室。

本实用新型还提供了一种如上技术方案所述的镀膜基片的等离子清洗装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将待清洗工件固定于工件架上，之后通过抽气孔使真空室达到真空状态；

步骤二：通过充气孔向真空室内不断冲入工作气体，然后开启离化源一和离化源二分别给电离阴极和电离阳极送电，同时开启电源给工件架送电使待清洗工件具有一定的电压；

步骤三：匀速旋转工件架直至清洗完成。

优选的，所述真空室的初始抽真空度≤0.05Pa，冲入工作气体后真空度保持在0.08～8Pa。

优选的，所述工作气体为氩气。

优选的，所述离化源一与所述离化源二均为直流电压，两者之间的电压差≥40V，所述电源为-100V～-800V的直流负电压。

经由上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供了一种镀膜基片的等离子清洗装置及其使用方法，利用阴阳极电磁场作用使电离出的电子定向移动，在移动过程中碰撞工作气体原子使其带正电从而使真空室中形成密集的带正电的工作气体离子和带负电的电离电子，带正电的工作气体离子不断向具有负高压的工件飞速移动，移动产生的动能在撞击工件表面时将工件表面的污染物打掉达到清洗的作用，该清洗方式还可清洗掉更深层次的污染物，其清洗效果好且效率高，具有较高的应用价值。

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附图为本实用新型实施例1一种镀膜基片的等离子清洗装置的结构示意图；

图2附图为本实用新型实施例1一种镀膜基片的等离子清洗装置的俯视结构示意图；

图3附图为本实用新型实施例1一种镀膜基片的等离子清洗装置的电离阴极示意图；

图4附图为本实用新型实施例1一种镀膜基片的等离子清洗装置的电离阳极示意图；

图5附图为本实用新型实施例1一种镀膜基片的等离子清洗装置的电离阳极与电离阳极的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，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。

实施例1

如附图1-2所示，一种镀膜基片的等离子清洗装置，包括真空室1，真空室1具有充气孔11和抽气孔12，还包括位于真空室1内的电离阴极2、电离阳极3、工件架4、挡板5和位于真空室外的离化源一6、离化源二7、电源8；

离化源一6的阳极接地阴极连接电离阴极2，离化源二7阴极接地阳极连接电离阳极3，电源8阳极接地阴极连接工件架4，挡板5位于电离阴极2与工件架4之间且高度与真空室1相等；

工件架4与真空室1底端旋转密封连接。

如附图3-4所示，电离阴极2包括阴极管21以及与阴极管21同轴的磁靴22，磁靴22表面面对电离阳极3的一侧均布有磁钢23，阴极管21与磁靴22之间具有空隙形成阴极水道24；电离阳极3为中空阳极管，中空部分形成阳极水道31；

阴极管21材质与被清洗工件相同的材质，磁钢23为钕铁硼材料，磁场强度≥3000高斯，磁靴22为纯铁材质，阳极管为不锈钢材质。

工件架4底端中心处具有旋转轴41，旋转轴41穿过真空室1底端连接电机，旋转轴41与真空室之间具有旋转密封圈9。

真空室1高1200mm，电离阴极直径70mm高1100mm、电离阳极直径50mm高1100mm，工件架高1100mm。

上述的镀膜基片的等离子清洗装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将待清洗工件固定于工件架4上，之后通过抽气孔12使真空室1达到0.05pa的真空状态；

步骤二：通过充气孔11向真空室1内不断冲入氩气使真空室1内真空度稳定在0.08～8Pa之间，然后开启直流离化源一6给电离阴极2施加-20V的工作电压，开启直流离化源二7给电离阳极3施加+20V的工作电压，同时开启直流电源8对工件架4上的待清洗工件施加-500V的电压；

步骤三：匀速旋转工件架直至清洗完成。

如附图5所示，本实用新型上述的技术方案工作原理如下：

将真空室1抽真空达到5×10^-2Pa以下之后充入工作气体氩气Ar，保持真空室1内的真空度在0.08～8Pa之间，给电离阴极2和电离阳极3送电，当阴阳极送电后电离阴极2表面在正交电磁场作用下，使周围气体电离，由于电离阴极2与电离阳极3之间有电位差，电离后带负电荷离子(e^-)向电离阳极3移动、在移动过程中不断与途中粒子碰撞，不断将粒子电离，带有正负电荷离子集聚增多，正负电荷沿着电场方向定向移动，(正、负电荷相反方向移动)不断碰撞、不断电离，也就是电离阴极2和电离阳极3产生放电，有大量带正电荷离子向电离阴极2移动打在电离阴极2表面上，有的正离子能量小，被吸附在电离阴极2表面，有的带正电离子能量大打在电离阴极2上，把电离阴极2材料给溅射出来，因此在电离阴极2朝向工件方向，加一挡板，不让被溅射下来粒子飞到工件上，电离阴极2和电离阳极3离子之间产生大量带电粒子，形成等离子体(正负离子数量相等的空间)等离子迅速扩散到整个真空室1中，使整个真空室1全部电离，都处在等离子体中，给待清洗工件加上-500V的负电压后，由于待清洗工件带载一个高的负电压，在电场作用下，带正电离子飞向待清洗工件，且飞向待清洗工件的能量很高，在与工件撞击过程中将工件表面的污染物打掉，通过抽气口抽出真空室，从而达到清洗工件表面的目的，该装置还可以清洗掉更深层物体表面，这种方法比以往等离子清洗效果更佳，它的电离密度达到80％左右。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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 (8)

1.一种镀膜基片的等离子清洗装置，包括真空室，所述真空室具有充气孔和抽气孔，其特征在于，还包括位于所述真空室内的电离阴极、电离阳极、工件架、挡板和位于真空室外的离化源一、离化源二、电源；

所述离化源一的阳极接地阴极连接所述电离阴极，所述离化源二阴极接地阳极连接所述电离阳极，所述电源阳极接地阴极连接所述工件架，所述挡板位于所述电离阴极与所述工件架之间且高度与所述真空室相等；

所述工件架与所述真空室底端旋转密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述电离阴极包括阴极管以及与所述阴极管同轴的磁靴，所述磁靴表面面对所述阳极的一侧均布有磁钢，所述阴极管与所述磁靴之间具有空隙形成阴极水道；所述电离阳极为中空阳极管，中空部分形成阳极水道。

3.根据权利要求2所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述阴极管材质为钛或其它与被清洗工件相同的材质。

4.根据权利要求2所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述磁钢为钕铁硼材料，磁场强度≥3000高斯，所述磁靴为纯铁材质，所述阳极管为不锈钢材质。

5.根据权利要求1所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述工件架底端中心处具有旋转轴，所述旋转轴穿过所述真空室底端连接电机，所述旋转轴与所述真空室之间具有旋转密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述电离阴极、所述电离阳极和所述工件架的高度相等且小于所述真空室的高度。

7.根据权利要求1所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述真空室的初始抽真空度≤0.05Pa，冲入工作气体后真空度保持在0.08～8Pa。

8.根据权利要求1所述的一种镀膜基片的等离子清洗装置，其特征在于，所述离化源一与所述离化源二均为直流电压，两者之间的电压差≥40V，所述电源为-100V～-800V的直流负电压。

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