[实用新型]一种能够改变磁场大小的阴极源

说明书

为了解决永磁场带来的靶材离化后离子的运动轨迹就是固定的，是无法调节的问题，本实用新型提出一种能够改变磁场大小的阴极源，其包括：靶材1、线圈2、可变电源3，其特征在于：靶材1的表面设有线圈2，线圈2的两个自由端分别接入可变电源3的正极和负极。其通过用电磁场替代传统的磁场，并通过增加可变电阻，来改变电源电路中电流的大小，从而改变线圈中电流的大小，最终实现了电磁场的磁场强度的调节。采用这种能够调节电流大小的电磁场，可以根据实际需求调节电磁场的强度，使得阴极源上的靶材在离化后能够实时根据调节好的运动轨迹沉积在基材表面。

技术领域

本实用新型属于表面处理技术领域，较为具体的，涉及到一种能够改变磁场大小的阴极源。

背景技术

物理气相沉积(PVD,physical Vapor Deposition)是在现代物理、化学、材料学、电子学等多学科基础上发展起来的一门先进的工程技术。它是将靶材(所镀薄膜材料)在真空环境下，经过物理过程而沉积在衬底(需镀膜工件)表面的过程。使用物理气相沉积技术在廉价的金属材料表面制造硬质陶瓷涂层是近年来研究的热点，在工具和模具上已经取得了成功的应用，解决了刀具的磨损和耐高温问题。电弧离子镀和磁控溅射是PVD方法中最为常见的硬质陶瓷涂层的制造技术。

在电弧离子镀的过程中，需要在阴极源上安装靶材，靶材在阴极离化后需要经过磁控，使得离子按照一定的路径沉积在基材上。如果没有磁控，离子则会发生乱窜，无法均匀且有规律的沉积在基材表面。所以磁控对于整个电弧离子镀的过程来说，非常重要。目前，磁控采用的磁场为永磁场，小磁块均匀分布在圆形靶材的边缘。但是，采用永磁场会存在如下缺陷：由于永磁场是固定的，所以离子的运动轨迹就是固定的，是无法调节的。但是，在实际生产加工的过程中，根据不同的靶材、不同的基材以及工艺要求，是希望离子的运动轨迹是可以改变的，也就是说希望磁场的强度可以根据实际需求发生改变。

发明内容

有鉴于此，为了解决永磁场带来的靶材离化后离子的运动轨迹就是固定的，是无法调节的问题，本实用新型提出一种能够改变磁场大小的阴极源，其通过用电磁场替代传统的磁场，并通过增加可变电阻，来改变电源电路中电流的大小，从而改变线圈中电流的大小，最终实现了电磁场的磁场强度的调节。采用这种能够调节电流大小的电磁场，可以根据实际需求调节电磁场的强度，使得阴极源上的靶材在离化后能够实时根据调节好的运动轨迹沉积在基材表面。

一种能够改变磁场大小的阴极源，其包括：靶材1、线圈2、可变电源3，其特征在于：靶材1的表面设有线圈2，线圈2的两个自由端分别接入可变电源3的正极和负极。

进一步的，可变电源3的电流为2～10A。

进一步的，线圈2通过多个线圈串联连接实现。

进一步的，可变电源3包括直流电源31、滤波电路、可变电阻，其中直流电源31接入滤波电路后经过一可变电阻，然后与线圈2连接。

进一步的，滤波电路中包含第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6，其中第一电感L1与第二电感L2的一段分别接入直流电源的正极与负极，第一电感L1的另外一端与第四电感L4相连，第四电感L4的另外一段与线圈2的一端相连后接地；第二电感L2的另外一端与第五电感L5的一端相连，第五电感L5的另外一端与线圈2的另外一端相连，第三电感L3的一端连接在第一电感L1和第四电感L4之间，第三电感L3的另外一端与可变电阻Rp的一端相连，可变电阻Rp的另外一端与第六电感L6的一端相连，第六电感L6的另外一端连接在第二电阻L2和第五电阻L5之间。

进一步的，线圈2通过5个线圈串联在一起，第一线圈B1的一端与第二电感L5的另外一端连接，第一线圈B1的另外一端与第二线圈B2的一端连接，第二线圈B2的另外一端与第三线圈B3的一端连接，第三线圈B3的另外一端与第四线圈B4的一端连接，第四线圈B4的另外一端与第五线圈B5的一端连接，第五线圈B5的另外一段与第四电感L4连接。