CN212357373U - 一种靶材的磁性弯管机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空镀膜设备技术领域，尤其是指一种靶材的磁性弯管机构，其包括基座、真空弯管件、电磁线圈、靶材液冷固定组件和引弧组件，基座安装于真空弯管件的一端，电磁线圈绕设于真空弯管件的外壁，靶材液冷固定组件用于安装靶材并对靶材降温，引弧组件用于驱使该靶材产生弧斑。带电的溅射原子在电磁场力的作用下其移动轨迹与真空弯管件的中心轴线重合设置或平行设置，真空弯管件的中心轴线呈弯曲弧状，使得带电的溅射原子沿特定路径溅射到预设位置的工件的表面，沉积形成镀层，对靶材液冷固定组件内部导入流动的冷却液，能够对靶材液冷固定组件实现快速降温，保护靶材液冷固定组件和靶材，延长靶材液冷固定组件的使用寿命。

Description

一种靶材的磁性弯管机构

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜设备技术领域，尤其是指一种靶材的磁性弯管机构。

背景技术

真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术，在现实生产生活中有着广泛的应用。真空镀膜技术有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。其中磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。它以溅射率高、基材温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点，成为镀膜工业应用领域特别是建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合的首选方案。“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶)，使固体原子或分子从表面射出的现象。射出的粒子大多呈原子状态，常称为溅射原子。用于轰击靶的溅射粒子可以是电子，离子或中性粒子，因为离子在电场下易于加速获得所需要动能，因此大都采用离子作为轰击粒子。

现有技术中，溅射过程中带电的溅射原子的溅射路径难以控制，通常只能实现沿直线路径溅射，溅射的精准度低，工件的镀层效果差；另外，正离子轰击靶材的过程中，与靶材接触的内部零件处于超高温状态，容易被烧损，导致整个溅射过程失败，工件的镀层失败，无法满足现代化生产的需求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种靶材的磁性弯管机构，带电的溅射原子能够沿弯曲路径溅射到预设位置的工件的表面，沉积形成镀层，溅射的精准度高，还能够对靶材液冷固定组件实现快速降温，冷却效果好。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种靶材的磁性弯管机构，其包括基座、真空弯管件、电磁线圈以及均安装于基座的靶材液冷固定组件和引弧组件，基座安装于真空弯管件的一端，电磁线圈绕设于真空弯管件的外壁，靶材液冷固定组件用于安装靶材并对靶材降温，引弧组件用于驱使该靶材产生弧斑，带电的溅射原子的移动轨迹与真空弯管件的中心轴线重合设置或平行设置。

进一步地，所述靶材液冷固定组件包括安装于基座的液冷管件、安装于液冷管件一端的夹持件以及安装于液冷管件另一端的连接管件，液冷管件安装有夹持件的一端突伸至真空弯管件内部，液冷管件安装有连接管件的一端显露于真空弯管件外，夹持件设有夹持凹槽，靶材的一端安装于夹持凹槽内。

进一步地，所述连接管件安装有进液嘴和出液嘴，液冷管件设有进液通道、与进液通道连通的第一液冷腔、与第一液冷腔连通的第二液冷腔以及与第二液冷腔连通的出液通道，进液嘴与进液通道连通，出液嘴与出液通道连通，进液通道设置于出液通道内部，进液通道与出液通道共轴设置，冷却液依次流经进液嘴、进液通道、第一液冷腔、第二液冷腔、出液通道和出液嘴，夹持件和液冷管件之间安装有密封圈。

进一步地，所述第一液冷腔由夹持件和液冷管件围设而成，夹持凹槽位于夹持件的一侧，第一液冷腔位于夹持件的另一侧。

进一步地，所述靶材液冷固定组件还包括绝缘筒件，绝缘筒件围设于夹持件和液冷管件外侧。

进一步地，所述引弧组件包括安装于基座的驱动件、与驱动件输出端连接的杆件以及设置于杆件远离驱动件的一端的引弧部件，引弧部件包括固定于杆件的支撑端以及与支撑端一体成型的弯折端，驱动件用于驱使弯折端抵触靶材或远离靶材。

进一步地，所述真空弯管件包括弧形管和两个直管，两个直管分别固定于弧形管的两端，基座安装于一直管远离弧形管的一端，弧形管和两个直管均设有夹层空腔，弧形管的夹层空腔分别与两个直管的夹层空腔相互连通。

进一步地，所述弧形管内部安装有挡滤部件，挡滤部件设有多个挡板。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的电磁线圈绕设于真空弯管件的外壁，带电的溅射原子在电磁场力的作用下其移动轨迹与真空弯管件的中心轴线重合设置或平行设置，真空弯管件的中心轴线呈弯曲弧状，使得带电的溅射原子沿特定路径溅射到预设位置的基材(工件)的表面，沉积形成镀层；

2.正离子轰击靶材的过程中，对靶材液冷固定组件内部导入流动的冷却液，能够对靶材液冷固定组件实现快速降温，保护靶材液冷固定组件和靶材，延长靶材液冷固定组件的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体剖视图。

图2为本实用新型的基座、靶材、靶材液冷固定组件和引弧组件的结构示意图。

图3为本实用新型的基座、真空弯管件、靶材液冷固定组件和引弧组件的结构示意图。

图4为本实用新型的靶材液冷固定组件的剖视图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

如图1至图4所示，本实用新型提供的一种靶材的磁性弯管机构，其包括基座1、真空弯管件2、电磁线圈3以及均安装于基座1的靶材液冷固定组件4和引弧组件5，基座1安装于真空弯管件2的一端，电磁线圈3绕设于真空弯管件2的外壁，靶材液冷固定组件4用于安装靶材28并对靶材28降温，引弧组件5用于驱使该靶材28产生弧斑，带电的溅射原子的移动轨迹与真空弯管件2的中心轴线重合设置或平行设置。

溅射原理：先让惰性气体(通常为Ar气)产生辉光放电现象产生带电的离子，在真空室内用正离子(通常是Ar+)轰击阴极(沉积材料做的靶材)；带电离子经电场加速后撞击靶材28表面，使靶材原子被轰击而飞出来，同时产生二次电子，再撞击气体原子从而形成更多的带电离子；靶材原子携带着足够的动能溅射到达基材(工件)的表面进行沉积形成镀层。经过等离子区中受高能电子的轰击碰撞后，部分靶材原子会被离化，溅射出来的靶材，并不一定是单个离子状态，通常以团状为主，在经过电离区时，单个原子如果被电离的为正离子，团状吸收电子而带负电荷。

实际运用中，真空弯管件2内部抽真空并充入惰性气体，靶材液冷固定组件4接阴极，引弧组件5连接引弧电路，引弧组件5击中靶材28的侧壁产生弧斑，电磁线圈3绕设于真空弯管件2的外壁，带电的溅射原子在电磁场力的作用下其移动轨迹与真空弯管件2的中心轴线重合设置或平行设置，真空弯管件的中心轴线呈弯曲弧状，使得带电的溅射原子沿特定路径溅射到预设位置的基材(工件)的表面，沉积形成镀层，通常溅射原子的溅射方向和路径不受控制，由于带电的溅射原子在电磁场力下能够控制其溅射方向和路径，因此提高了溅射的精准度；正离子轰击靶材28的过程中，靶材液冷固定组件4和靶材28均处于超高温状态，为了达到降温的效果，对靶材液冷固定组件4内部导入流动的冷却液，能够对靶材液冷固定组件4实现快速降温，保护靶材液冷固定组件4和靶材28，延长使用寿命。

本实施例中，所述靶材液冷固定组件4包括安装于基座1的液冷管件6、安装于液冷管件6一端的夹持件7以及安装于液冷管件6另一端的连接管件8，液冷管件6安装有夹持件7的一端突伸至真空弯管件2内部，液冷管件6安装有连接管件8的一端显露于真空弯管件2外，夹持件7设有夹持凹槽9，靶材28的一端安装于夹持凹槽9内。具体的，连接管件8用于连接外界的导冷却液管道，正离子轰击靶材28的过程中，夹持件7的温度极高，液冷管件6用于导入流动的冷却液对夹持件7进行有效快速的降温，保证溅射工作正常进行，提高生产效率。

本实施例中，所述连接管件8安装有进液嘴10和出液嘴11，液冷管件6设有进液通道12、与进液通道12连通的第一液冷腔13、与第一液冷腔13连通的第二液冷腔14以及与第二液冷腔14连通的出液通道15，进液嘴10与进液通道12连通，出液嘴11与出液通道15连通，进液通道12设置于出液通道15内部，进液通道12与出液通道15共轴设置，冷却液依次流经进液嘴10、进液通道12、第一液冷腔13、第二液冷腔14、出液通道15和出液嘴11，夹持件7和液冷管件6之间安装有密封圈16。具体的，第一液冷腔13和第二液冷腔14的形状为圆柱形，且厚度较小，即底面面积与厚度之比较大，第一液冷腔13和第二液冷腔14的设计，能够加大对夹持件7的有效冷却面积，使得冷却液停留在液冷管件6内部的时间延长，降温效果好。

本实施例中，所述第一液冷腔13由夹持件7和液冷管件6围设而成，夹持凹槽9位于夹持件7的一侧，第一液冷腔13位于夹持件7的另一侧。具体的，冷却液进入第一液冷腔13后，直接与夹持件7接触，且为了加强冷却效果，夹持凹槽9与第一液冷腔13之间的夹持件7的厚度设计较小，第一液冷腔13与第二液冷腔14经由通孔连通，冷却液进入第一液冷腔13后停留片刻后进入第二液冷腔14，在第二液冷腔14停留片刻后流出，能够对靶材液冷固定组件4实现快速降温，保护靶材液冷固定组件4和靶材28，延长使用寿命。

本实施例中，所述靶材液冷固定组件4还包括绝缘筒件17，绝缘筒件17围设于夹持件7和液冷管件6外侧。具体的，绝缘筒件17选用陶瓷材料制成，绝缘筒件17能够防止引弧组件5直接击穿，保持引弧组件5与靶材液冷固定组件4的可控制性，引弧组件5驱使该靶材28产生弧斑，使得正离子轰击靶材28，完成基材的镀层。

本实施例中，所述引弧组件5包括安装于基座1的驱动件18、与驱动件18输出端连接的杆件19以及设置于杆件19远离驱动件18的一端的引弧部件20，引弧部件20包括固定于杆件19的支撑端21以及与支撑端21一体成型的弯折端22，驱动件18用于驱使弯折端22抵触或远离靶材28。优选地，驱动件18选用气缸或电缸,然后配合相关的常规传动机构而成；杆件19接引弧电源，驱动件18用于驱使杆件19转动预设角度，弯折端22与靶材28抵触产生弧斑，随后驱动件18驱使弯折端22回位，靶材28开始烧蚀，即正离子开始轰击靶材28，溅射出来的靶材原子沿真空弯管件的中心轴线移动，靶材原子溅射到基材的表面进行沉积形成镀层，完成基材的镀层，通过控制驱动件18的动作，进一步控制靶材的烧蚀，加强可控性。

本实施例中，所述真空弯管件2包括弧形管23和两个直管24，两个直管24分别固定于弧形管23的两端，两个直管24均与弧形管23连通，基座1安装于其中一直管24远离弧形管23的一端，弧形管23和两个直管24均设有夹层空腔25，弧形管23的夹层空腔25分别与两个直管24的夹层空腔25相互连通。具体的，靶材原子溅射到基材的表面的过程中，真空弯管件2处于高温状态中，夹层空腔25用于导入外界的冷却液，对真空弯管件2进行冷却降温，防止真空弯管件2被高温烧损，确保真空弯管件2内部的溅射过程顺利进行，延长使用寿命，提高可靠性和稳定性。弧形管23呈弯弧状，能够通过控制电磁线圈3的分布，进一步控制带电靶材原子的运动轨迹，以满足各种不同工件的镀层要求。

本实施例中，所述弧形管23内部安装有挡滤部件26，挡滤部件26包括多个挡板27。靶材中会掺有杂质，根据杂质在电磁场的受力特点，挡板的形状大小根据杂质的特性设置，挡板27用于将这些杂质挡止过滤，以提高工件的镀层的纯度，大大提高良品率。

本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种靶材的磁性弯管机构，包括基座，其特征在于：还包括真空弯管件、电磁线圈以及均安装于基座的靶材液冷固定组件和引弧组件，基座安装于真空弯管件的一端，电磁线圈绕设于真空弯管件的外壁，靶材液冷固定组件用于安装靶材并对靶材降温，引弧组件用于驱使该靶材产生弧斑，带电的溅射原子的移动轨迹与真空弯管件的中心轴线重合设置或平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述靶材液冷固定组件包括安装于基座的液冷管件、安装于液冷管件一端的夹持件以及安装于液冷管件另一端的连接管件，液冷管件安装有夹持件的一端突伸至真空弯管件内部，液冷管件安装有连接管件的一端显露于真空弯管件外，夹持件设有夹持凹槽，以用于夹持靶材。

3.根据权利要求2所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述连接管件安装有进液嘴和出液嘴，液冷管件设有进液通道、与进液通道连通的第一液冷腔、与第一液冷腔连通的第二液冷腔以及与第二液冷腔连通的出液通道，进液嘴与进液通道连通，出液嘴与出液通道连通，进液通道设置于出液通道内部，进液通道与出液通道共轴设置，冷却液依次流经进液嘴、进液通道、第一液冷腔、第二液冷腔、出液通道和出液嘴，夹持件和液冷管件之间安装有密封圈。

4.根据权利要求3所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述第一液冷腔由夹持件和液冷管件围设而成，夹持凹槽位于夹持件的一侧，第一液冷腔位于夹持件的另一侧。

5.根据权利要求2所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述靶材液冷固定组件还包括绝缘筒件，绝缘筒件围设于夹持件和液冷管件外侧。

6.根据权利要求1所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述引弧组件包括安装于基座的驱动件、与驱动件输出端连接的杆件以及设置于杆件远离驱动件的一端的引弧部件，引弧部件包括固定于杆件的支撑端以及与支撑端一体成型的弯折端，驱动件用于驱使弯折端抵触靶材或远离靶材。

7.根据权利要求1所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述真空弯管件包括弧形管和两个直管，两个直管分别固定于弧形管的两端，基座安装于一直管远离弧形管的一端，弧形管和两个直管均设有夹层空腔，弧形管的夹层空腔分别与两个直管的夹层空腔相互连通。

8.根据权利要求7所述的一种靶材的磁性弯管机构，其特征在于：所述弧形管内部安装有挡滤部件，挡滤部件设有多个挡板。

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