本發(fā)明涉及磁控濺射技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

磁控濺射技術(shù)作為一種十分有效的薄膜沉積方法，被廣泛應(yīng)用于微電子、光學(xué)薄膜和材料表面處理等領(lǐng)域中，用于薄膜沉積和表面覆蓋層的制備，磁控濺射技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用使得磁控濺射陰極的改進(jìn)也廣泛而普遍的展開(kāi)，為了追求生產(chǎn)線的工作穩(wěn)定性，工藝穩(wěn)定性，膜層厚度的精確控制和設(shè)備的通用性等，在磁控濺射陰極上進(jìn)行了大量的改進(jìn)。為適應(yīng)大面積批量化生產(chǎn)線的需要，由于旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)具有自清潔、高效、工藝穩(wěn)定和長(zhǎng)工作時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)，而被廣泛重視，并加以改進(jìn)，但是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)采用的是外置設(shè)計(jì)，不利于大面積連續(xù)生產(chǎn)，線形的腔體的通用設(shè)計(jì)，僅僅適合于腔體優(yōu)化的單體光學(xué)鍍膜機(jī)，因此需一種內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)，具有磁極靴的長(zhǎng)度可以根據(jù)工藝增加，陰極門(mén)結(jié)構(gòu)通用性好，靶材利用率高和工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，有利于大面積連續(xù)生產(chǎn)，以解決上述背景技術(shù)中提出陰極門(mén)結(jié)構(gòu)通用性不佳，不利于大面積連續(xù)生產(chǎn)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)，包括陰極門(mén)，所述陰極門(mén)的一側(cè)下端設(shè)置有電機(jī)座，電機(jī)座通過(guò)螺栓固定安裝在陰極門(mén)上；所述電機(jī)座的上端設(shè)置有靶電機(jī)，靶電機(jī)固定安裝在電機(jī)座上，電機(jī)座的下端設(shè)置有同步輪；所述陰極門(mén)的另一側(cè)設(shè)置有下端座和上端座，下端座與陰極門(mén)間設(shè)置有絕緣座，下端座通過(guò)絕緣座與陰極門(mén)由緊固螺絲緊固連接；所述上端座的側(cè)端設(shè)置有固定座，固定座固定焊接在陰極門(mén)的上側(cè)端，固定座的上端面設(shè)置有固定銷(xiāo)，上端座通過(guò)固定銷(xiāo)固定安裝在固定座的上端；所述下端座的上端設(shè)置與下端蓋、靶管和上端蓋，同步輪與下端蓋固定連接，下端蓋、靶管和上端蓋依次固定連接；所述下端蓋的下端設(shè)置有磁流體，磁流體的下端設(shè)置有紫銅同步輪，紫銅同步輪固定接觸安裝在磁流體的下端；所述紫銅同步輪的側(cè)端設(shè)置有碳刷，碳刷通過(guò)導(dǎo)線與靶管電連接；所述靶管的側(cè)端設(shè)置有靶材；靶材焊接在靶管上；所述上端座的下端設(shè)置有上軸承，上端座緊固安裝在上軸承上，上端蓋緊固安裝在上軸承的內(nèi)環(huán)上；所述上軸承的下端設(shè)置有進(jìn)水管，進(jìn)水管的上端設(shè)置有水管套，水管套固定套接在進(jìn)水管的上端；所述下端蓋的上端設(shè)置有進(jìn)出水管，進(jìn)出水管的側(cè)端設(shè)置有分水器，分水器的一端與進(jìn)出水管連接，分水器另一端與進(jìn)水管連接；所述進(jìn)水管的側(cè)端設(shè)置有磁極靴，磁極靴的側(cè)端設(shè)置有磁極鎖，磁極靴通過(guò)磁極鎖緊固安裝在進(jìn)水管上；所述磁極靴的外側(cè)端設(shè)置有磁極蓋，磁極靴的側(cè)端設(shè)置有s極永磁體a、n極永磁鐵和s極永磁體b，s極永磁體a、n極永磁鐵和s極永磁體b由磁極蓋與磁極靴密封緊固連接封在由磁極蓋與磁極靴構(gòu)成的真空腔體內(nèi)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陰極門(mén)與真空腔體配合使用，陰極門(mén)工作的極限真空為10^-5帕斯卡，且工作真空范圍為0.01-10帕斯卡。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陰極門(mén)可以任意角度安裝。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陰極門(mén)可采用一個(gè)進(jìn)行單陰極安裝，也可采用兩個(gè)進(jìn)行孿生陰極安裝，且可采用多個(gè)進(jìn)行多陰極安裝。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陰極門(mén)適合采用單路直流濺射電源、中頻濺射電源、雙路直流濺射電源和雙路脈沖直流濺射電源。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述靶材可選用金屬材料(金、銀、銅、鐵(不銹鋼)、鈦、鉬、鋁、錫、鉭和鈮等)以及半導(dǎo)體材料(氧化銦錫、氮化鎵和硅等)和導(dǎo)電陶瓷材料(氧化鋅、氧化鈮、氧化鉭和氧化鈦)等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果：

本內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)的靶管采用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，使得靶面具有自清潔的作用，靶材通過(guò)低熔點(diǎn)焊接材料焊接在靶管上，與靶管保持優(yōu)良的熱傳導(dǎo)接觸，使得靶材具有很高利用率，利用率大于85％；靶管內(nèi)壁僅有80mm，磁極靴細(xì)長(zhǎng)，磁場(chǎng)的均勻性好，同時(shí)盡量減少了端頭無(wú)磁場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度，根據(jù)等離子的特點(diǎn)優(yōu)化了磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布，提高了沉積膜厚的均勻性；采用磁流體的密封設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定濺射工作，膜層工藝重復(fù)性好，適用于批量化生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，濺射沉積鍍膜產(chǎn)品重復(fù)性好，磁流體的兩端采用端頭密封設(shè)計(jì)，端頭結(jié)構(gòu)緊湊，上下端結(jié)構(gòu)尺寸相近，有利于大面積生產(chǎn)線真空腔體的模塊化設(shè)計(jì)；陰極門(mén)適合采用單路直流濺射電源、中頻濺射電源、雙路直流濺射電源和雙路脈沖直流濺射電源，陰極門(mén)可以任意角度安裝，陰極門(mén)可采用一個(gè)進(jìn)行單陰極安裝，也可采用兩個(gè)進(jìn)行孿生陰極安裝，且可采用多個(gè)進(jìn)行多陰極安裝，使得陰極門(mén)結(jié)構(gòu)通用性好；整體處于全內(nèi)置在真空室，采用線性陰極設(shè)計(jì)，磁極靴的長(zhǎng)度可以根據(jù)工藝增加；陰極門(mén)結(jié)構(gòu)通用性好，既可孿生組合使用，也可單陰極使用且可多陰極使用；進(jìn)出水設(shè)計(jì)合理，流量大，可任意角度安裝，具有高沉積速率、寬均勻性沉積區(qū)、靶材利用率高和工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于大面積批量生產(chǎn)的磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線和大面積光電鍍膜機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-陰極門(mén)；2-電機(jī)座；3-靶電機(jī)；4-同步輪；5-下端座；6-上端座；7-絕緣座；8-固定座；9-固定銷(xiāo)；10-下端蓋；11-靶管；12-上端蓋；13-磁流體；14-紫銅同步輪；15-碳刷；16-靶材；17-上軸承；18-進(jìn)水管；19-水管套；20-進(jìn)出水管；21-分水器；22-磁極靴；23-磁極鎖；24-磁極蓋；25-s極永磁體a；26-n極永磁鐵；27-s極永磁體b。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，一種內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)，包括陰極門(mén)1，陰極門(mén)1與真空腔體配合使用，陰極門(mén)1工作的極限真空為10^-5帕斯卡，且工作真空范圍為0.01-10帕斯卡，陰極門(mén)1的一側(cè)下端設(shè)置有電機(jī)座2，電機(jī)座2通過(guò)螺栓固定安裝在陰極門(mén)1上；電機(jī)座2的上端設(shè)置有靶電機(jī)3，靶電機(jī)3固定安裝在電機(jī)座2上，電機(jī)座2的下端設(shè)置有同步輪4；陰極門(mén)1的另一側(cè)設(shè)置有下端座5和上端座6，下端座5與陰極門(mén)1間設(shè)置有絕緣座7，下端座5通過(guò)絕緣座7與陰極門(mén)1由緊固螺絲緊固連接；上端座6的側(cè)端設(shè)置有固定座8，固定座8固定焊接在陰極門(mén)1的上側(cè)端，固定座8的上端面設(shè)置有固定銷(xiāo)9，上端座6通過(guò)固定銷(xiāo)9固定安裝在固定座8的上端；下端座5的上端設(shè)置與下端蓋10、靶管11和上端蓋12，同步輪4與下端蓋10固定連接，下端蓋10、靶管11和上端蓋12依次固定連接，當(dāng)靶電機(jī)3開(kāi)始工作，靶電機(jī)3帶動(dòng)同步輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，同步輪4帶動(dòng)下端蓋10轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)靶管11和上端蓋12一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)，采用旋轉(zhuǎn)靶管11設(shè)計(jì)，使得靶面具有自清潔的作用，靶材16通過(guò)低熔點(diǎn)焊接材料焊接在靶管11上，與靶管11保持優(yōu)良的熱傳導(dǎo)接觸，使得靶材具有很高利用率，利用率大于85％；靶管11內(nèi)壁僅有80mm，磁極靴22細(xì)長(zhǎng)，磁場(chǎng)的均勻性好，同時(shí)盡量減少了端頭無(wú)磁場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度，根據(jù)等離子的特點(diǎn)優(yōu)化了磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布，提高了沉積膜厚的均勻性；下端蓋10的下端設(shè)置有磁流體13，采用磁流體13的密封設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定濺射工作，膜層工藝重復(fù)性好，適用于批量化生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，濺射沉積鍍膜產(chǎn)品重復(fù)性好，濺射陰極需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的濺射沉積，磁流體13的兩端頭通過(guò)螺栓密封連接在下端座5上，磁流體13的兩端采用端頭密封設(shè)計(jì)，端頭結(jié)構(gòu)緊湊，上下端結(jié)構(gòu)尺寸相近，有利于大面積生產(chǎn)線真空腔體的模塊化設(shè)計(jì)，其中磁流體13的內(nèi)壁通過(guò)雙層密封圈與分水器21配合進(jìn)行水密封；磁流體13的內(nèi)管坐在下軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上，并由固定環(huán)緊固于下端座5上；磁流體13的下端設(shè)置有紫銅同步輪14，紫銅同步輪14固定接觸安裝在磁流體13的下端，紫銅同步輪14具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，紫銅同步輪14的側(cè)端設(shè)置有碳刷15，碳刷15與紫銅同步輪14緊密接觸連接，碳刷15通過(guò)導(dǎo)線與靶管11電連接；靶管11的側(cè)端設(shè)置有靶材16；靶材16焊接在靶管11上，靶材16可選用金屬材料(金、銀、銅、鐵(不銹鋼)、鈦、鉬、鋁、錫、鉭和鈮等)以及半導(dǎo)體材料(氧化銦錫、氮化鎵和硅等)和導(dǎo)電陶瓷材料(氧化鋅、氧化鈮、氧化鉭和氧化鈦)等；上端座6的下端設(shè)置有上軸承17，上端座6緊固安裝在上軸承17上，上端蓋12緊固安裝在上軸承17的內(nèi)環(huán)上；上軸承17的下端設(shè)置有進(jìn)水管18，進(jìn)水管18的上端設(shè)置有水管套19，水管套19固定套接在進(jìn)水管18的上端；下端蓋10的上端設(shè)置有進(jìn)出水管20，進(jìn)出水管20的側(cè)端設(shè)置有分水器21，分水器21的一端與進(jìn)出水管20連接，分水器21另一端與進(jìn)水管18連接，冷卻水從進(jìn)出水管20進(jìn)入，經(jīng)由分水器21的內(nèi)管進(jìn)入與分水器21連接的進(jìn)水管18，并從進(jìn)水管18的端部小孔流入靶管11內(nèi)，再經(jīng)由分水器21的多個(gè)外水管，通過(guò)進(jìn)出水管20流出，完成對(duì)靶管11的冷卻，冷卻水流量大且穩(wěn)定，具有高沉積速率，在濺射沉積的范圍內(nèi)可施加功率達(dá)到20-25w/cm2，并保持長(zhǎng)期穩(wěn)定工作；進(jìn)水管18的側(cè)端設(shè)置有磁極靴22，磁極靴22的側(cè)端設(shè)置有磁極鎖23，磁極靴22通過(guò)磁極鎖23緊固安裝在進(jìn)水管18上；磁極靴22的外側(cè)端設(shè)置有磁極蓋24，磁極靴22的側(cè)端設(shè)置有s極永磁體a25、n極永磁鐵26和s極永磁體b27，s極永磁體a25、n極永磁鐵26和s極永磁體b27由磁極蓋24與磁極靴22密封緊固連接封在由磁極蓋24與磁極靴22構(gòu)成的真空腔體內(nèi)，陰極門(mén)1適合采用單路直流濺射電源、中頻濺射電源、雙路直流濺射電源和雙路脈沖直流濺射電源，陰極門(mén)1可以任意角度安裝，陰極門(mén)1結(jié)構(gòu)通用性好，陰極門(mén)1可采用一個(gè)進(jìn)行單陰極安裝，也可采用兩個(gè)進(jìn)行孿生陰極安裝，且可采用多個(gè)進(jìn)行多陰極安裝；同時(shí)可以采用各種電源進(jìn)行濺射，如路直流濺射電源、中頻濺射電源、雙路直流濺射電源和雙路脈沖直流濺射電源。

本內(nèi)置旋轉(zhuǎn)陰極結(jié)構(gòu)的靶管11采用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，使得靶面具有自清潔的作用，靶材16通過(guò)低熔點(diǎn)焊接材料焊接在靶管11上，與靶管11保持優(yōu)良的熱傳導(dǎo)接觸，使得靶材具有很高利用率，利用率大于85％；靶管11內(nèi)壁僅有80mm，磁極靴22細(xì)長(zhǎng)，磁場(chǎng)的均勻性好，同時(shí)盡量減少了端頭無(wú)磁場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度，根據(jù)等離子的特點(diǎn)優(yōu)化了磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布，提高了沉積膜厚的均勻性；采用磁流體13的密封設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定濺射工作，膜層工藝重復(fù)性好，適用于批量化生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，濺射沉積鍍膜產(chǎn)品重復(fù)性好，磁流體13的兩端采用端頭密封設(shè)計(jì)，端頭結(jié)構(gòu)緊湊，上下端結(jié)構(gòu)尺寸相近，有利于大面積生產(chǎn)線真空腔體的模塊化設(shè)計(jì)；陰極門(mén)1適合采用單路直流濺射電源、中頻濺射電源、雙路直流濺射電源和雙路脈沖直流濺射電源，陰極門(mén)1可以任意角度安裝，陰極門(mén)1可采用一個(gè)進(jìn)行單陰極安裝，也可采用兩個(gè)進(jìn)行孿生陰極安裝，且可采用多個(gè)進(jìn)行多陰極安裝，使得陰極門(mén)1結(jié)構(gòu)通用性好；整體處于全內(nèi)置在真空室，采用線性陰極設(shè)計(jì)，磁極靴22的長(zhǎng)度可以根據(jù)工藝增加；陰極門(mén)1結(jié)構(gòu)通用性好，既可孿生組合使用，也可單陰極使用且可多陰極使用；進(jìn)出水設(shè)計(jì)合理，流量大，可任意角度安裝，具有高沉積速率、寬均勻性沉積區(qū)、靶材16利用率高和工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于大面積批量生產(chǎn)的磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線和大面積光電鍍膜機(jī)。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。