TW201910542A

TW201910542A - 電磁鐵組件的製備方法

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Publication number: TW201910542A
Application number: TW107126396A
Authority: TW
Inventors: 金正健; 蘇秉鎬; 卞東範; 全瑛奎; 高武昔
Original assignee: 南韓商Ulvac 韓國股份有限公司
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2019-03-16
Also published as: CN110100291B; JP2020530938A; KR20190014404A; TWI761564B; JP7173973B2; KR101965266B1; WO2019027133A1; CN110100291A

Abstract

提供一種電磁鐵組件的製備方法，可包括以下步驟：製備包含突出部和包圍所述突出部的週邊部的框架；在所述突出部的外周配置線圈來包掩所述突出部；在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將所述液體狀態的熱傳導物質填充至所述突出部和所述週邊部之間的空間；以及在所述填充的步驟之後，將永久磁鐵配置在所述線圈的中央。

Description

電磁鐵組件的製備方法

以下說明涉及一種電磁鐵組件的製備方法，例如涉及一種用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件的製備方法。

濺射裝置是例如在製備半導體、FPD（LCD, OLED等）或是太陽能電池時在基板上蒸鍍薄膜的裝置。此外，濺射裝置在卷式（roll to roll）裝置也可被使用。

濺射裝置中的一個磁控管濺射（Magnetron sputtering）裝置為了在大面積的基板上蒸鍍薄膜可以使用內聯或集群系統。內聯及集群系統，在裝載室和卸載室之間配置有多個處理室，且被裝載至裝載室的基板通過多個處理室，同時執行連續的製程。該內聯及集群系統中濺射裝置被配置在至少一個處理室內，且磁鐵單元以一定的間距被設置。

但是由於磁鐵單元，存在固定的磁場，因此物件表面的侵蝕根據電場和磁場的等離子密度被決定。特別是，磁鐵單元的邊緣，即長度方向的至少一端相鄰的區域中被施加接地電位，因此基板邊緣的等離子密度相比其他區域較大，由此，物件的邊緣相比其他區域濺射速度更快。因此，基板上蒸鍍的薄膜的厚度分佈不均勻，發生膜質分佈下降的問題，由於等離子密度差異，物件的特定部分被過度侵蝕，發生物件效率被減少的問題。

為了解決上述問題，一種方法是利用邊緣的厚度比中央部的厚度更厚的對象。為了製備該物件，需要利用將平面物件的中央部研磨使厚度變薄等附加製程，必須加工平面物件。但是，由於加工該平面物件，會發生材料損失、附加的製程費用問題。此外，加工物件的過程中還會發生物件被損壞等問題。

作為解決問題的其他方法，還包括：利用分流（shunt）等來調節物件表面的磁場強度的方法，利用距離調節手段來調節磁鐵和物件之間的距離的方法，或是在磁鐵的邊緣位置添加Z電機的方法等。但是，這些方法都需要增加製造費用，手工操作地來調節磁場強度，並且磁場強度不能被局部地調節，具有需要多次反復操作，且操作時間較長的問題。

作為又另一個方法，利用永久磁鐵和經捲曲在其上的導線被形成的線圈，來提供能夠局部調節磁場的結構。在這種情況下，為了產生較強的磁場，需捲繞許多導線來增加通過線圈的電流量，從而增加磁場，但是該方法在產品尺寸被限制的領域中具有較難使用的問題。此外，雖然可以使用增加通過線圈的電流來增加磁場的方法，但是具有需要解決由較多的電流量而產生的熱的問題。例如，由於較高的熱，會發生永久磁鐵的磁性減少，或安裝有永久磁鐵的鐵板彎曲等問題。為了解決這些問題，可以利用水、油、或空氣等流體作為致冷劑，但是水具有在高電流電磁鐵中會發生感電的危險性，且油具有會使真空環境中運作的裝置被污染的問題，且空氣具有熱容量較小較難將熱充分去除的問題。此外，雖然可以利用熱電元件或熱管等散熱結構體來去除熱，但是在這種情況下，具有結構變得更複雜，整個裝置的體積和製造費用被增加的問題，此外，由於形狀不均勻的線圈和散熱結構體之間大部分形成線接觸或點接觸，因此具有不能克服接觸面積局限性的問題

上述的背景技術是發明者在匯出本發明的過程中被保有或獲取，不能被視為是本發明申請前被公開於一般公眾的已知技術。

技術課題

一個實施例的目的在於提供一種電磁鐵組件的製備方法，來有效地將熱放出，同時具有高磁力。

一個實施例的目的在於提供一種用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件的製備方法，來局部地調節磁場。

技術方案

根據一個實施例，電磁鐵組件的製備方法可包括以下步驟：製備包含突出部和包圍所述突出部的週邊部的框架；在所述突出部的外周配置線圈來包掩所述突出部；在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將所述液體狀態的熱傳導物質填充至所述突出部和所述週邊部之間的空間；以及在所述填充的步驟之後，將永久磁鐵配置在所述線圈的中央。

其中所述電磁鐵組件的製備方法可進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之後以及配置所述永久磁鐵的步驟之前，使所述液體狀態的熱傳導物質冷卻成為固體狀態，從而生成熱傳導介質。

其中所述熱傳導介質佔據的體積可以是所述永久磁鐵和所述週邊部之間的空間的1/2以下。

所述熱傳導物質可以是熔點可以是100度（℃）至400度的低熔點金屬。

所述熱傳導物質可由銦、鉛、以及塑膠系熱傳導介質中的任何一個以上組成。

其中所述週邊部可由非磁性散熱材料製成。

其中所述永久磁鐵可由釹和鐵素中的任何一個以上材質形成。

其中所述電磁鐵組件的製備方法可進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之前或所述填充的步驟同時，將所述框架加熱。

配置所述線圈的步驟可包括：將預先配置的線圈插入至所述突出部的外周的步驟。

所述突出部的內部可形成有收容所述永久磁鐵的永久磁鐵收容空間。

所述框架可通過使用鋁或銅材質一體形成。

所述框架可包括：含有所述週邊部的週邊框架；和包含所述突出部並能夠從所述週邊框架分離的塑型框架。

製備所述框架的步驟可包括：將所述塑型框架結合至所述週邊框架的步驟，且所述電磁鐵組件的製備方法可進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之後以及配置所述永久磁鐵的步驟之前，將所述塑型框架從所述週邊框架中去除。

所述電磁鐵組件可包括致冷劑流路，引導致冷劑來吸收所述線圈中產生的熱並排出至外部。

根據一個實施例，電磁鐵組件的製備方法可包括以下步驟：製備包含突出部和包圍所述突出部的週邊部的框架；在所述突出部的外周配置線圈來包掩所述突出部；在常溫和常壓下以200度（℃）以下的溫度加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將所述液體狀態的熱傳導物質填充至所述突出部和所述週邊部之間的空間；以及將鐵素材質的永久磁鐵配置在所述線圈的中央。

根據一個實施例，用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件的製備方法可包括以下步驟：製備包含多個突出部和包圍所述多個突出部的週邊部的框架；在所述多個突出部分別配置多個線圈；在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將所述液體狀態的熱傳導物質填充至所述多個突出部和所述週邊部之間的空間；以及在所述填充的步驟之後，將多個永久磁鐵分別配置在所述多個線圈的各中央。

分別配置所述多個永久磁鐵的步驟可包括：使所述多個永久磁鐵中至少一部分相鄰的兩個永久磁鐵極性相反地被配置的步驟。

所述用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件可包括：導體，被安裝有所述相鄰的兩個永久磁鐵使所述相鄰的兩個永久磁鐵之間有效地形成磁力線。

所述多個永久磁鐵中位於兩側週邊部的永久磁鐵的尺寸可以比位於中央的永久磁鐵的尺寸小。

所述多個線圈中位於兩側週邊部的線圈的卷數可以比位於中央的線圈的卷數少。

技術效果

根據一個實施例，在形成冷卻手段的過程中由於不將熱施加至永久磁鐵，因此可以防止永久磁力被減少的問題，同時可以有效地冷卻電磁鐵。

根據一個實施例，用於磁控管濺射裝置的電磁鐵的各部分中發生的磁場具有不同的強度，因此可以防止物件的局部過度侵蝕，且有效地延長物件的使用壽命，從而可以減少濺射裝置的維修費用。

以下，參照示例性附圖對實施例進行詳細說明。各附圖的結構要素中添加有參照符號，應注意，對於相同的結構要素就算在其他附圖中被示出也盡可能使用相同的參照符號。此外，在說明實施例時，相關的已知技術或性能的具體說明被判斷使實施例的說明模糊不清時，省略該詳細說明。

此外，在說明實施例的結構要素時，可使用第一，第二，A, B, (a), (b)等用語。該用語僅為了將該結構要素與其他結構要素區分開。該用語並不限制相應結構要素的本質，或是次序或順序等。當一些結構要素被記載與其他結構要素「連結」，「結合」或「接入」時，該結構要素可以是直接與其他結構要素連接或接入，也可以理解為各結構要素之間「連結」，「結合」或「接入」有其他結構要素。

任何一個實施例中包含的結構要素以及包含共同功能的結構要素在其他實施例中也使用相同的名稱進行說明。在沒有相反的記載的情況下，任何一個實施例中記載的說明在其他實施例中也可被適用，且重複的範圍內省略具體的說明。

圖1是根據一個實施例的磁控管濺射裝置的概念圖。

參照圖1，根據一個實施例的磁控管濺射裝置1，可以使用一種技術，將氣體注入真空狀態的室內生成等離子，並使其與需蒸鍍離子化氣體粒子的含有物件物質的物件T衝突，然後將經衝突濺射的粒子蒸鍍在基板等目標O上。磁控管濺射裝置1可在相對較低的溫度下製備薄膜，且經磁場被加速的離子被緻密地蒸鍍在基板上，具有蒸鍍速度較快的優點。

磁控管濺射裝置1可包括由於在物件T上形成磁力線的電磁鐵組件11。電磁鐵組件11可相對於目標O配置在物件T的後方。即，目標O可位於物件T的前方（以圖1為基準位於右側），且電磁鐵組件11可位於物件T的後方（以圖1為基準位於左側）。

電磁鐵組件11可包括：磁場生成單元M，用於生成磁場；以及致冷劑流入線L_in和致冷劑流出線L_out，用來引導致冷劑，吸收磁場生成單元M中產生的熱並排放到外部。對於電磁鐵組件11以下通過示例進行說明。同時，以下說明的電磁鐵組件11並不僅限用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件。

圖2是根據一個實施例的電磁鐵組件的立體圖，且圖3是根據一個實施例的電磁鐵組件的分解立體圖。

參照圖2或圖3，根據一個實施例的電磁鐵組件21可包括磁場生成單元M、散熱體213、熱傳導介質214和冷卻板215。

磁場生成單元M可包括線圈212，被配置為將永久磁鐵211和永久磁鐵211的周圍包掩。為了便於說明，在此省略對於將電源施加至線圈212的外部電源。根據如上所述的結構，可以通過改變線圈212的卷數，或是控制施加至線圈212的電流或電壓的大小，來調節磁場生成單元M中生成的磁場大小。此外，通過永久磁鐵211，無須為了產生特定值的磁場而使施加至線圈212的電流或電壓過度地增加，因此可以節約能源。換句話說，線圈212中施加的電流或電壓的水準被降低，從而可以減少經線圈212產生的熱，結果是用於使線圈212中產生的熱排放到外部的冷卻手段的冷卻量被減少，因此可簡化設備，節約了冷卻所消耗的能源，從而可以提高電磁鐵組件21的能源效率。

例如，永久磁鐵211可由釹（Nd）或鐵素（ferrite）形成。

此外，永久磁鐵在高溫環境中被操作時具有磁性減少的問題。特別是釹磁鐵的情況下，在通常銷售的磁鐵中具有非常優秀的磁性特徵，可有效地產生較強的磁場，但由於對於熱具缺陷，在約80度以上的溫度中可能會發生永久地磁性被減少的問題，因此需要設計成使線圈212中產生的熱可充分地被排放。參照圖4、圖9和圖10，根據後述的電磁鐵組件21的製備方法則可以解除上述問題。

此外，永久磁鐵211並不是必須由釹或鐵素形成，也可以利用其他物質被形成。此外，永久磁鐵211，例如可以由釹或鐵素中任何一個以上的材質形成。

例如，線圈212，可以是由絕緣物質被塗層的導線形成，從而可以防止流過線圈212的電流通過熱傳導介質214被傳達至外部。

散熱體213作為將磁場生成單元M中產生的熱排放到外部的結構物，可支撐磁場生成單元M的至少一側。例如，散熱體213可包括：線筒2132（bobbin），包圍線筒2132的週邊部2131，和配置在週邊部2131和線筒2132之間用於收容線圈212的線圈收容空間2133，以及配置線上筒2132的內部用於收容永久磁鐵211的永久磁鐵收容空間2134。例如，週邊部2131可由熱傳導性較高的非磁性散熱材料，如鋁或銅等形成。例如，包含週邊部2131和線筒2132的散熱體213可一體成型。

此外，如參照圖4和圖5後述的，散熱體213和線筒2132也可以分別稱為「框架」和「突出部」。

此外，如參照圖6至圖10後述的，如果在塑型框架316中包含突出部來執行臨時線筒功能時，在散熱體213中可以省略線筒2132。

熱傳導介質214可填入線圈212和週邊部2131之間的間隙空間。由於將導線多次反復地捲曲，因此製備的線圈212在製作特徵上，雖然可以將線圈212的形狀準確地與預先製備的線圈收容空間2133相匹配，但是事實上，與預先製備的線圈212的形狀相匹配來形成線圈收容空間2133非常困難。此外，線圈212的模樣不均勻，因此較難準確地使線圈212和週邊部2131準確地面接觸，且兩者之間多數部分中形成有線接觸或點接觸，因此線圈212和週邊部2131之間形成有相隔開的間隙空間。熱傳導介質214由熱傳導性較高的物質形成，可以填入該間隙空間，將線圈212中放出的熱有效地傳遞至週邊部2131等，從而被排放到外部。例如，作為形成熱傳導介質214的熱傳導物質，可使用熔點為100度至400度的低熔點的金屬。例如，熱傳導物質可以由銦（In）、鉛（Pb）以及塑膠系熱傳導介質中的任何一個以上形成。

可以在線圈212被插入至線圈收容空間2133的狀態下，將液體狀態的熱傳導物質填入至線圈收容空間2133，並且使其冷卻從而來形成熱傳導介質214。

熱傳導介質214所佔據的體積可以是，例如永久磁鐵211和週邊部2131之間的空間的1/2以下。熱傳導介質214所佔據的體積可以是，例如線圈收容空間2133的1/2以下。根據該結構，可以減少熱傳導性較好且較貴的熱傳導物質的使用量，因此可以減少熱傳導介質214的製造時間和製造費用。例如，由相對便宜的鋁等材質形成的週邊部2131作為主要的散熱手段，並使用相比鋁價格貴100倍左右的銦來形成熱傳導介質214作為輔助散熱手段，從而可以較大地減少整個電磁鐵組件21的製造時間和製造成本。

冷卻板215可配置在散熱體213的一面。冷卻板215可以包括致冷劑流路2151，分別與致冷劑流入線L_in和致冷劑流出線L_out貫通來引導致冷劑。流過致冷劑流路2151的致冷劑可吸收線圈212中產生的從線圈212通過熱傳導介質214或週邊部2131等被傳遞的熱，從而排放到外部。此外，冷卻板215和散熱體213可一體成型。

此外，用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件21的散熱體213可包括多個線筒2132，以及包圍多個線筒2132的週邊部2131。同樣，磁場生成部M可包括：多個線筒2132中分別被配置的多個線圈212，以及多個線圈212的中央分別被配置的多個永久磁鐵211。

例如，在圖1和圖2示出的多個永久磁鐵211中，至少一部分相鄰的兩個永久磁鐵211可極性相反地被配置。此外，用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件21可包括導體，被安裝有相鄰的兩個永久磁鐵211。所述導體可在相鄰的兩個永久磁鐵211之間有效地形成磁力線，起到橋接（bridge）作用，因此可以提高磁場生成部M的效率。所述導體，例如可以是配置在散熱體213的底面或是配置在散熱體213下部的冷卻板215，或是附加配置在散熱體213和冷卻板215之間的其他導體。也就是說，散熱體213的下部或冷卻板215的上部可形成有傳導性物質。

磁控管濺射裝置1（參照圖1）中，考慮到物件T的週邊部分具有較快損耗的傾向，磁場生成部M中位於週邊的部分的磁場大小，與位於中央位置的部分的磁場大小相比可較小地形成。例如，多個永久磁鐵211中位於兩側週邊部的永久磁鐵211的大小，與位於中央的永久磁鐵211的大小相比可較小。作為其他示例，在多個線圈212中，位於兩側週邊部的線圈212的卷數，與位於中央的線圈212的卷數相比可較少。通過上述結構，物件T的整個區域被均勻地損耗，因此物件T的壽命週期被增加，從而可以更有效地減少磁控管濺射裝置1的維修費用。

圖4是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。

參照圖2至圖4，根據一個實施例的電磁鐵組件21的製備方法可以包括：在步驟S110中製備框架；在步驟S120中配置多個線圈；在步驟S130中加熱框架；在步驟S140中加熱熱傳導物質；在步驟S150中填充熱傳導物質；在步驟S160中進行冷卻以及在步驟S170中配置永久磁鐵。此外，除非另有說明，電磁鐵組件21的製備方法中，各步驟的執行順序並不受限制，可以省略一部分步驟。

步驟S110作為製備含有突出部2132和週邊部2131的框架213的步驟，其中框架213可以是通過使用鋁或銅等材質被一體成型。在此，框架213和突出部2132可分別理解為圖2和圖3中說明的散熱體213和線筒2132。

步驟S120作為用於在突出部2132的外周配置包掩突出部2132的線圈212的步驟，例如，可以包括在突出部2132的外周捲曲導線從而形成線圈的步驟。作為其他示例，也可以包括將預先配置的線圈212插入至突出部2132的外周的步驟。

步驟S130作為加熱框架213的步驟，可在步驟S150之前或與步驟S150同時執行。例如，框架213可在150度的溫度下被加熱。根據這種方法，在執行步驟S150的過程中，熱傳導物質可充分地流入突出部2132和週邊部2131之間沒有線圈212的間隙空間中，可以確保熱傳導物質的流動性。因此，步驟S160過程中生成的熱傳導介質214的熱傳導效率可被提高。

步驟S140作為在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態的步驟，可在步驟S150之前被執行。例如，可利用低熔點金屬作為熱傳導物質，在這種情況下，步驟S140的執行時間和執行所需的能源被減少。

步驟S150是將步驟S140中生成的液體狀態的熱傳導物質填充至框架213中突出部2132和週邊部2131之間的空間。通過步驟S150，線圈212和週邊部2131之間的熱傳導效率被提高。

步驟S170作為在線圈212的中央配置永久磁鐵211的步驟，可在步驟S150後被執行。根據這種方法，由於加熱狀態的高溫下的熱傳導物質中所排放的熱，可以防止永久磁鐵211的磁性被減少的問題。

步驟S160作為將通過步驟S150被填入框架213的液體狀態的熱傳導物質冷卻成為固體狀態的步驟，例如，可以在步驟S170之前被執行。通過該過程，可以更有效地防止永久磁鐵211的磁性被減少的問題。

以下通過表1，將根據圖2至圖4中示出的製備方法的實施例的電磁鐵組件21的性能檢測結果和根據其他比較例的電磁鐵組件的性能檢測結果進行比較。首先根據其他比較例的結構和檢測方法進行說明。為了便於理解，使用實施例的附圖符號來進行說明，說明被省略的結構可被視為與實施例的結構實質相同。

第1比較例至第3比較例，以及根據實施例的電磁鐵組件21以相同大小、個數及模樣的永久磁鐵211和線圈212被製備，並使用釹（Nd）材質的磁鐵來作為永久磁鐵211。各示例都在磁場生成部M的下側安裝有冷卻板215，其利用水作為致冷劑，性能被檢測。各示例的具體條件和檢測方法如下被示出。

＜第1比較例＞

根據第1比較例的電磁鐵組件不具備散熱體213和熱傳導介質214，且磁場生成部M具有通過環氧塑型液被固定至冷卻板215的結構。檢測的溫度為環氧塑型結構物的表面溫度而不是線圈212的溫度，因此可預測實際線圈212的溫度比檢測的溫度更高。

＜第2比較例＞

根據第2比較例的電磁鐵組件的熱傳導介質214不是液體狀態而是填充氧化鎂（MgO）粉末，磁場生成部M具有通過環氧塑型液被固定至冷卻板215的結構。檢測的溫度為環氧塑型結構物的表面溫度而不是線圈212的溫度，因此可預測實際線圈212的溫度比檢測的溫度更高。

＜第3比較例＞

根據第3比較例的電磁鐵組件不使用熱傳導介質214，且線圈212和週邊部2131之間的間隙空間中使空氣強制流動，因此除了冷卻板215以外具備附加的冷卻手段。檢測的溫度為線圈212的表面溫度。

＜實施例＞

根據實施例的電磁鐵組件21為圖2中示出的結構，根據圖4的製備方法被製造，並使用銦（In）作為熱傳導介質214。檢測的溫度為線圈212的表面溫度。

[表1]

如上述表1所示，根據實施例的電磁鐵組件21與第1比較例和第2比較例的電磁鐵組件相比，可確認磁性下降及溫度變化明顯較小。

進一步在與具附加的冷卻手段的第3比較例相比較時，有相似地具有更好的冷卻性能，可確認對於磁場生成部M的磁場減少的影響較小。

圖5是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。

參照圖2、圖3和圖5，根據一個實施例的電磁鐵組件21的製備方法可包括：在步驟S210中準備框架，在步驟S220中配置線圈，在步驟S230中加熱框架，在步驟S240中加熱熱傳導物質，在步驟S250中填充熱傳導物質S250，以及在步驟S260中進行冷卻，在步驟S270中配置永久磁鐵。此外，除非另外說明，電磁鐵組件21的製備方法中，各步驟的執行順序並不受限制，可以省略一部分步驟。

在圖4中，與說明的實施例不同，永久磁鐵配置的步驟S270可以在步驟 S210之後及步驟S230之前被執行。這種情況下，在執行步驟S230和步驟S250的過程中，為了減少永久磁鐵211的磁性下降，永久磁鐵211可使用在相對較高溫度約200度下對磁性下降影響較小的鐵素材質的永久磁鐵211。

此外，在步驟S240中，熱傳導物質以200度以下的溫度被加熱，可以減少鐵素材質的永久磁鐵211的磁性下降問題。在步驟S240中加熱的熱傳導物質可以是熔點為200度以下的低熔點金屬。例如，熱傳導物質可由銦（In）、鉛（Pb）和塑膠系熱傳導介質中的任何一個以上形成。

圖6至圖8是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的視圖，且圖9至圖10是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。

參照圖6至圖10，根據一個實施例的電磁鐵組件31的製備方法可包括：在步驟S310中準備框架，在步驟S320中配置線圈，在步驟S330中加熱框架，在步驟S340中加熱熱傳導物質，在步驟S350中填充熱傳導物質S250，以及在步驟S360中進行冷卻，在步驟S380中去除塑型框架，在步驟S390中結合支撐框架，以及在步驟S370中配置永久磁鐵。此外，除非另外說明，電磁鐵組件31的製備方法中，各步驟的執行順序並不受限制，可以省略一部分步驟。

步驟S310是製備框架313a, 316的步驟，該框架包括突出部3162和為了包圍突出部3162被突出形成的週邊部3131。步驟S310如圖10所示，可以包括：製備週邊框架313a的步驟S312，製備塑型框架316的步驟S314，和將塑型框架316結合至週邊框架313a的步驟S316。

框架313a, 316可包括互相可分離的週邊框架313a和塑型框架316，且週邊部3131和突出部3162可分別配置在週邊框架313a和塑型框架316。

週邊框架313a可包括週邊部3131和上下方向貫通形成的收容空間3135。週邊框架313a可與步驟S390中結合的支撐框架313b（參照圖8）一起構成電磁鐵組件31的散熱體313。

塑型框架316作為步驟S310至步驟S360臨時使用的輔助結構物，可結合至週邊框架313a或與其分離，可包括：用於包掩收容空間3135下側的覆蓋板3161和插入空間3135的突出部3162。突出部3162可作為使線圈312臨時捲曲的線筒。

通過步驟S316，可如圖7所示，在週邊部3131和突出部3162之間配置有可收容線圈312的線圈收容空間3133。

步驟S320作為在突出部3162的外周配置線圈312來包圍突出部3162的步驟，可以將線圈312配置在通過步驟S316形成的線圈收容空間3133中。步驟S320可以在步驟S316之後被執行，但與此不同，也可以在步驟S314和步驟S316之間被執行，當然也可以與步驟S316同時執行。例如，在突出部3162的外周捲曲導線來形成線圈312時，將步驟S320放在步驟S314和步驟S316之間執行的話在操作空間方面可能更有利。

步驟S380作為將塑型框架316從週邊框架313a分離的步驟，通過步驟S360熱傳導物質為固體狀態，因此可以在熱傳導介質314被形成後執行。通過步驟S360，週邊框架313a和線圈312經熱傳導介質314被互相固定，且通過S380，突出部3162被空缺的線圈312的中央形成間隙空間。所述間隙空間可被視為永久磁鐵收容空間3134。

步驟S390作為將支撐框架313b結合至週邊框架313a的步驟，可以在步驟S380之後被執行。支撐框架313b可與週邊框架313a一起形成散熱體313。支撐框架313b覆蓋永久磁鐵收容空間3134的下側，可用來支撐通過步驟S370配置的永久磁鐵311。例如，支撐框架313b由導體形成，從而相鄰的兩個永久磁鐵311之間有效地形成磁力線，起到橋接（bridge）的作用。例如，支撐框架313b的下側可配置如圖3所示的冷卻板215。此外，支撐框架313b和冷卻板215可以一體成型。

根據如上所述的方法，可以放置被加熱的熱傳導物質的熱使永久磁鐵311的磁性減少的問題。此外，與利用一個模型（mold）一次性製備散熱體的方式相比，相對來說，模型的形狀更簡單，在製備製程中更具優勢。此外，如圖所示，在散熱體313中線筒被省略，因此製備的電磁鐵組件31的空間效率被提高，結構更緊湊。

如上所述，雖然參照附圖及實施例進行了說明，但本發明並不局限於在此所述的實施例，本發明所屬技術領域中的普通技術人員可通過上述記載進行多種變形和修改。例如，說明的技術可通過與說明的方法不同的順序被執行，和/或說明的構成要素可通過與說明的方法不同的形態被結合或組合。通過其他結構要素或均等物被替換或置換也可獲得適當的效果。

1‧‧‧磁控管濺射裝置

11‧‧‧電磁鐵組件

21‧‧‧電磁鐵組件

31‧‧‧電磁鐵組件

211‧‧‧永久磁鐵

212‧‧‧線圈

213‧‧‧框架\散熱體

214‧‧‧熱傳導介質

215‧‧‧冷卻板

311‧‧‧永久磁鐵

312‧‧‧線圈

313‧‧‧散熱體

313a‧‧‧週邊框架\框架

313b‧‧‧支撐框架

314‧‧‧熱傳導介質

316‧‧‧塑型框架\框架

2131‧‧‧週邊部

2132‧‧‧突出部\線筒

2133‧‧‧線圈收容空間

2134‧‧‧永久磁鐵收容空間

2151‧‧‧致冷劑流路

3131‧‧‧週邊部

3133‧‧‧線圈收容空間

3134‧‧‧永久磁鐵收容空間

3135‧‧‧收容空間

3161‧‧‧覆蓋板

3162‧‧‧突出部

L_in‧‧‧致冷劑流入線

L_out‧‧‧致冷劑流出線

M‧‧‧磁場生成單元

O‧‧‧目標

S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170‧‧‧步驟

S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270‧‧‧步驟

S310、S312、S314、S316、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380、S390‧‧‧步驟

T‧‧‧物件

圖1是根據一個實施例的磁控管濺射裝置的概念圖。圖2是根據一個實施例的電磁鐵組件的立體圖。圖3是根據一個實施例的電磁鐵組件的分解立體圖。圖4是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。圖5是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。圖6至圖8是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的視圖。圖9至圖10是示出根據一個實施例的電磁鐵組件的製備方法的流程圖。

Claims

一種電磁鐵組件的製備方法，包括以下步驟：製備包含突出部和包圍所述突出部的週邊部的框架；在所述突出部的外周配置線圈來包掩所述突出部；在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將液體狀態的所述熱傳導物質填充至所述突出部和所述週邊部之間的空間；以及在所述填充的步驟之後，將永久磁鐵配置在所述線圈的中央。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述電磁鐵組件的製備方法進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之後以及所述配置所述永久磁鐵的步驟之前，使液體狀態的所述熱傳導物質冷卻成為固體狀態，從而生成熱傳導介質。
如申請專利範圍第2項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述熱傳導介質佔據的體積為所述永久磁鐵和所述週邊部之間的空間的1/2以下。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述熱傳導物質是熔點為100℃至400℃的低熔點金屬。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述熱傳導物質由銦、鉛、以及塑膠系熱傳導介質中的任何一個以上組成。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述週邊部由非磁性散熱材料製成。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述永久磁鐵由釹和鐵素中的任何一個以上材質形成。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述電磁鐵組件的製備方法進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之前或所述填充的步驟同時，將所述框架加熱。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述配置所述線圈的步驟包括：將預先配置的所述線圈插入至所述突出部的所述外周的步驟。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述突出部的內部形成有收容所述永久磁鐵的永久磁鐵收容空間。
如申請專利範圍第10項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述框架通過使用鋁或銅材質被一體形成。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述框架包括：含有所述週邊部的週邊框架；和包含所述突出部並能夠從所述週邊框架分離的塑型框架。
如申請專利範圍第12項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中製備所述框架的步驟包括：將所述塑型框架結合至所述週邊框架的步驟，且所述電磁鐵組件的製備方法進一步包括以下步驟：在所述填充的步驟之後以及所述配置所述永久磁鐵的步驟之前，將所述塑型框架從所述週邊框架中去除。
如申請專利範圍第1項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述電磁鐵組件包括致冷劑流路，引導致冷劑來吸收所述線圈中產生的熱並排出至外部。
一種電磁鐵組件的製備方法，包括以下步驟：製備包含突出部和包圍所述突出部的週邊部的框架；在所述突出部的外周配置線圈來包掩所述突出部；在常溫和常壓下以200℃以下的溫度加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將液體狀態的所述熱傳導物質填充至所述突出部和所述週邊部之間的空間；以及將鐵素材質的永久磁鐵配置在所述線圈的中央。
一種用於磁控管濺射裝置的電磁鐵組件的製備方法，包括以下步驟：製備包含多個突出部和包圍所述多個突出部的週邊部的框架；在所述多個突出部分別配置多個線圈；在常溫和常壓下加熱具固體狀態的熱傳導物質使其變為液體狀態；將液體狀態的所述熱傳導物質填充至所述多個突出部和所述週邊部之間的空間；以及在所述填充的步驟之後，將多個永久磁鐵分別配置在所述多個線圈的各中央。
如申請專利範圍第16項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述分別配置所述多個永久磁鐵的步驟包括：使所述多個永久磁鐵中至少一部分相鄰的兩個永久磁鐵極性相反地被配置的步驟。
如申請專利範圍第17項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述電磁鐵組件包括：導體，被安裝有所述相鄰的兩個永久磁鐵使所述相鄰的兩個永久磁鐵之間形成磁力線。
如申請專利範圍第16項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述多個永久磁鐵中位於兩側週邊部的永久磁鐵的尺寸比位於中央的永久磁鐵的尺寸小。
如申請專利範圍第16項所述的電磁鐵組件的製備方法，其中所述多個線圈中位於兩側週邊部的線圈的卷數比位於中央的線圈的卷數少。