[发明专利]一种多磁场集成阴极弧源

说明书

本发明属于真空镀膜技术关键部件阴极弧源技术装备领域，具体涉及一种多磁场集成阴极弧源，包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；所述阳极组件中设有第一磁极；所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。本发明通过利用阳极组件中的第一磁极和阴极组件内的可调节距离的第二磁极及电磁线圈相互作用，可在靶材表面形成较高的水平分量磁场强度，从而有利于弧光放电过程中增加电子的运动行程，提升等离子体的浓度及强度。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术关键部件阴极弧源技术装备领域，具体涉及一种多磁场集成阴极弧源。

背景技术

电弧离子镀膜技术是当今一种先进的离子镀膜技术，由于其结构简单，离化率高，入射粒子能量高，绕射性好，可实现低温沉积等一系列优点，使电弧离子镀技术得到快速发展并获得广泛应用，展示出很大的经济效益和工业应用前景。目前，应用比较多而且效果比较好的措施是磁过滤，磁过滤技术的采用，虽然有效地消除了大颗粒的污染，但由于等离子体在传输过程的损失，沉积速率也大幅度降低，目前等离子体的传输效率最高也仅有25％，导致了原材料的浪费和生产效率降低，电弧离子镀的优点就是沉积速率快，这也是该技术在工业领域广泛应用的原因之一，不能为了减少部分大颗粒而来损失这个突出的优点，这也是磁过滤技术不能工业化的重要原因。

现阶段对于弧源靶材有效利用的有效途径主要是通过手动调节单个磁组与靶材表面的距离，通过磁场的变化来控制弧斑的运动区域，这种方式为手动经验性操作，存在一定的不可控性，操作繁琐；另一种有效途径为电磁线圈控制弧靶弧斑的运动，但常用的电磁线圈其输出电压及频率为不可调，大部分仅仅为某个频率下的脉冲输出，不能实现输出电压、频率的线性的无极调节。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种多磁场集成阴极弧源。

本发明所采取的技术方案如下：一种多磁场集成阴极弧源，包括阴极组件、阳极组件，所述阳极组件套设在阴极组件外且之间绝缘设置；

所述阳极组件中设有第一磁极；

所述阴极组件一端固定有靶材，所述阴极组件内设有第一空腔，所述第一空腔内设有第二磁极安装座，所述第二磁极安装座在第一空腔内可沿靶材轴向方向位移，所述第二磁极安装座上设有第二磁极；

所述阴极组件远离靶材的一端设有电磁线圈。

本发明通过利用阳极组件中的第一磁极和阴极组件内的可调节距离的第二磁极及电磁线圈相互作用，可在靶材表面形成较高的水平分量磁场强度，从而有利于弧光放电过程中增加电子的运动行程，提升等离子体的浓度及强度。

进一步地，所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有安装件，所述第二磁极安装座设置在阴极座与安装件之间，所述第二磁极安装座上设有连接杆，所述连接杆穿过安装件且连接有用于驱动第二磁极安装座沿轴向方向直线运动或周向旋转的驱动装置。

通过转动连接杆使第二磁极安装座沿靶材轴向方向位移。

进一步地，所述安装件与阴极座可拆卸连接，所述电磁线圈固定在安装件外周。

进一步地，所述阴极组件包括阴极座，所述阴极座一端固定有靶材，所述阴极座远离靶材的一端连接有阴极盖，所述阴极座与阴极盖之间形成第二空腔，所述阴极盖上设有连通第二空腔的用于进出水的通孔。

第二空腔内通入冷却水，带走装配在阴极座上的靶材表面的热量，减少大颗粒的迸射。

进一步地，所述阴极座与阴极盖之间设有隔水条，所述隔水条在第二空腔使第二空腔形成曲折的水道。

隔水条的设置加速冷却水的流速，使散热效果提升。