[发明专利]转换式物理气相沉积粒子源

说明书

本发明公开了一种转换式物理气相沉积粒子源，其可在真空腔室内工艺过程中实现不同功能的粒子源的直接转换，其包括多组粒子源、水冷组件、电极组件、挡板组件、固定组件及转动密封组件，多组粒子源装配在水冷组件的水冷座上，在某组粒子源使用时，挡板组件可遮挡粒子进入装置内部，水冷组件、转动密封组件、外接电极及挡板组件固定在固定组件上，多组粒子源包括磁控溅射组件、多弧离子镀组件、潘宁离子源组件、放电电极及其他物理气相沉积中的粒子源，外接电机通过转动密封组件动力传输作用在装置上，可实现多组粒子源在工艺过程中实现互换，可高效的沉积工艺涂层，对多组分涂层沉积效果尤为明显。本发明可在工艺过程中，通过电机的传动实现多组工艺组件的更换，从而在物理气相沉积过程中制备多组分、多工艺条件的涂层。

技术领域

本发明涉及物理气相沉积领域的粒子源，属于真空镀膜技术领域。

背景技术

物理气相沉积（PVD）是真空镀膜技术中较为常用的方法，在应用过程中，需要可以提供粒子的组件，提供粒子的组件包括离子源、溅射阴极、弧源及其他放电电极等，这些可以为等离子体提供粒子的装置可以称之为粒子源。

在真空镀膜生产过程中，对于一些工艺较为复杂的涂层，例如多元金属化合物涂层，在制备过程中需要使用金属靶、合金靶及金属非金属复合靶等多种不同组分的靶。而对于一个真空腔室来说，因为设计制造时，其粒子源的数量及装配位置就已经确定，同时复杂的工艺需求，要求配置多种靶材，因而为实现这类多元金属化合物涂层制备方法，所需要装配的粒子源的种类及数目都有很大的限制，从而会影响到涂层的工艺及生产效率。

一方面制备过程中合金靶或复合靶的使用，使得制备的工艺窗口较为狭窄，不能使用更多的方式获得所需要的涂层，此外合金靶及复合靶的靶材的制备成本相较于金属靶或非金属单质靶价格及加工工艺都需要更高的成本；为实现某一复杂的复合涂层时，装配的多组不同成分的粒子源，导致在制备过程中，部分粒子源是非使用状态（例如：制备TiAlN过程中，需要配置Ti靶，及TiAl合金靶，制备打底层TiN时，AlTi靶是闲置的），这样不仅占用了粒子源的位置，而且还不能进行沉积，整个过程中，出现这种闲置情况是经常发生的，这不但造成了浪费，而且相应的沉积时间也会加长。

发明内容

针对现有的类金刚石涂层磁控溅射阴极存在的上述问题，本发明旨在提供一种可高效沉积优质类金刚石涂层的类金刚石涂层曲面磁控溅射阴极。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种转换式物理气相沉积粒子源，其可在真空腔室内工艺过程中实现不同功能的粒子源的转换，其包括多组粒子源、水冷组件、电极组件、挡板组件、外接电机、固定组件及转动密封组件，其特征在于：

所述多组粒子源包括磁控溅射阴极、多弧离子镀弧源、潘宁离子源、放电电极板及其他物理气相沉积粒子源中的多种组合，

所述水冷组件包括水冷万向接头、水冷座、水冷管、回水套件、水密封组件，粒子源的水冷通过软管与水冷座上的水冷管接头接通实现冷却水的通路，水冷座上通过卡套固定水冷管，水冷管是由进水管与回水管焊接在一起，回水套件通过卡套与水冷管密封连接，进水管与回水套管通过水密封组件密封，回水套件上装配水冷万向接头实现外接水管在装置转动过程中的相对静止，所述电极组件包括环形电极、卡位碳刷组件、刚性金属电极连接板、外接电极，环形电极通过悬浮的螺栓固定在固定组件上，刚性金属电极连接板一端固定在粒子源电极上，一端固定在卡位碳刷组件上，卡位碳刷组件装配在环形电极上，并可在环形电极上滑动，外接电极通过柔性铜线与环形电极相连，通过转动过程中卡位碳刷组件在环形电极上的滑动来保证装置转动过程中粒子源电极导电的稳定性，多组粒子源装配在水冷组件的水冷座上，在某组粒子源使用时，挡板组件阻止粒子进入装置内部，水冷组件、转动密封组件、外接电极及挡板组件固定在固定组件上，外接电机通过转动密封组件动力传输作用在装置上，可实现多组粒子源在工艺过程中实现互换，可高效的沉积多组分工艺涂层。