專利名稱：真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空鍍膜機(jī)的磁控濺射靶，特別是一種真空濺射旋轉(zhuǎn)靶的裝置。
背景技術(shù)：
磁控濺射靶是真空鍍膜機(jī)的重要組成部分，它牽涉到鍍膜機(jī)的性能和鍍膜質(zhì)量， 生產(chǎn)成本等一系列問題。針對鍍膜機(jī)的改進(jìn)，也大多集中于對濺射靶的研究開發(fā)上?，F(xiàn)有的濺射靶，基本上是一種平面磁控濺射靶，申請?zhí)?0072014143. 4號名稱為“可延長靶材壽命的平面磁控濺射靶”的實(shí)用新型專利，公開的是一種包括靶材、靶背板、靶陰極框架、陰極檔板，磁鐵和導(dǎo)磁極靴調(diào)整墊，可移動的磁鐵和導(dǎo)磁調(diào)整墊的平面靶。雖然它使得等離子體刻蝕靶材的速率降低，從而提高靶材利用率。但作為一種平面靶，它的缺陷自然是刻蝕不均勻。為了提高靶材料利用率，降低生產(chǎn)成本，技術(shù)發(fā)展到采用旋轉(zhuǎn)靶來取代平面靶。申請?zhí)?00910160063. 2名稱為“真空濺射設(shè)備的旋轉(zhuǎn)靶裝置”(申請日 2009-07-20，
公開日2011-01-26，公開號CN101956169A)的發(fā)明專利申請，公開了一種旋轉(zhuǎn)靶裝置，它是容置在該真空濺鍍設(shè)備的一個腔體中，該旋轉(zhuǎn)靶裝置包含一個靶管座，一個容置在該靶管座中且可繞該靶管座的一個中心軸轉(zhuǎn)動的磁鐵座，以及一個分度盤座，該分度盤座是可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在該靶管座的一個端面處，并連結(jié)該磁鐵座以帶動其轉(zhuǎn)動，利用分度盤能控制磁鐵座擺動。它是通過分度盤在端面處帶動磁鐵座，調(diào)整磁鐵相對于鍍膜基板的角度位置、來調(diào)整濺射的均勻度。理論上，這無疑也是一種調(diào)整濺射均勻的方式，但實(shí)際操作起來，會加大操作難度；最簡易的調(diào)整方法，當(dāng)然是只有靶材轉(zhuǎn)動而磁鐵固定的方式?，F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)靶，也就是電機(jī)經(jīng)傳動鏈條，在一個端面處帶動一個圓周表面是靶材的軸輥，在軸輥內(nèi)固定一組磁鐵條，由于只有作為靶材的軸輥轉(zhuǎn)動而磁鐵不轉(zhuǎn)不動，調(diào)整操作方便容易多了。但隨之問題也來了。由于是在軸輥的一端傳動，力矩過大，容易造成扭“麻花”現(xiàn)象， 并且靶材上有刻蝕坑，膜層不均勻，出現(xiàn)一種由于閃電而引起的“樹根”樣的膜面，鍍膜的均勻性和質(zhì)量仍然不夠理想，亟須加以改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種操作方便，調(diào)整同步一致，電磁場穩(wěn)定，鍍膜質(zhì)量好，靶材壽命長的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置。本實(shí)用新型的目的可通過如下的措施來達(dá)到一種真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，是一個安裝在鍍膜真空室里的裝置，包括蓋板、 電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥、在轉(zhuǎn)動軸輥內(nèi)腔里設(shè)置的磁鐵、與轉(zhuǎn)動軸輥的靶材配對的電極、以及冷卻水系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳動機(jī)構(gòu)是一組可調(diào)的同步傳動機(jī)構(gòu)， 它包括與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的主動鏈輪、鏈條和從動鏈輪，該從動鏈輪連接到一根水平安置的聯(lián)動軸，在該聯(lián)動軸的兩頭，分別裝有主動同步帶輪，以上的機(jī)件均安裝在一個固定于蓋板上的整體的槽鋼支架上；上述的同步傳動機(jī)構(gòu)還包括，由上述的主動同步帶輪、通過同步皮帶，連接到從動同步帶輪這樣的一組同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，再由該從動同步帶輪連接上述的轉(zhuǎn)動軸輥兩端的轉(zhuǎn)動軸頭而帶動其轉(zhuǎn)動，并通過調(diào)整螺栓調(diào)整聯(lián)動軸，進(jìn)而調(diào)整同步皮帶的松緊；所述的磁鐵及其導(dǎo)磁板，則設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸輥內(nèi)的一條磁鐵外套管的內(nèi)壁上，該磁鐵外套管通過兩端冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水管和出水管而固定于轉(zhuǎn)動軸輥的內(nèi)腔里。上述的磁鐵外套管與所述的轉(zhuǎn)動軸輥的圓筒之間形成有一條冷卻水道，該水道的一頭與在轉(zhuǎn)動軸頭處的進(jìn)水管相連通；水道的另一頭與在另一頭的轉(zhuǎn)動軸頭處的出水管相連通。上述的配對的電極、包括圍繞在轉(zhuǎn)動軸輥的靶材兩側(cè)并脫離該靶材的、與蓋板及真空室室體絕緣的陽極，該陽極與靶材配對成一對陰、陽電極；一條與該陽極連接的陽極引線，以及一條通過碳刷、經(jīng)轉(zhuǎn)動軸頭與靶材連接的陰極引線，被分別連接到電力裝置上。上述的真空室的室內(nèi)組件，均通過支承座直接或間接地固定在真空室的蓋板上。上述的支承座包括有方法蘭、弧形板、側(cè)板和側(cè)法蘭，其中，弧形板的兩側(cè)各與一塊側(cè)板相連，側(cè)板的外側(cè)各連接有一個側(cè)法蘭，弧形板與兩塊側(cè)板的上端口連接上一個方法蘭。本實(shí)用新型的濺射旋轉(zhuǎn)靶、具有如下的優(yōu)點(diǎn)1.傳動同步、穩(wěn)妥，轉(zhuǎn)動靈活，避免了長軸傳動容易產(chǎn)生的扭曲乃至“麻花”現(xiàn)象。 本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)靶的傳動機(jī)構(gòu)，通過一根以帶座軸承而支承在槽鋼支座上的聯(lián)動軸，分別在該聯(lián)動軸的兩頭傳遞轉(zhuǎn)動扭矩，到作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥的兩頭，避免了過長的力臂，并通過在聯(lián)動軸兩頭的調(diào)整螺栓，調(diào)整兩端上的同步傳動機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由于是同步的，又是可調(diào)整的，確保了該轉(zhuǎn)動軸輥轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，傳動阻力大大減少，靶材的轉(zhuǎn)動十分順利、穩(wěn)當(dāng)，而上部機(jī)件又是固定在一個穩(wěn)定的整體的支架上，其穩(wěn)定性良好，也易于調(diào)節(jié)同步皮帶的松緊，保證了濺射的均勻性。2.磁鐵工況良好，壽命長，磁場穩(wěn)定。確保鍍膜質(zhì)量。由于冷卻水道是從磁鐵的外套管與轉(zhuǎn)動軸輥之間的空間中通過，避免了冷卻水與磁鐵的直接接觸，冷卻水從一頭進(jìn)、從另一頭出；防止了水流的短路，使水流穩(wěn)定，不易沉積水垢，不致干擾磁場的穩(wěn)定，自然，鍍膜也就均勻了。3.穩(wěn)定的陽極使電磁場穩(wěn)定。一個經(jīng)絕緣的獨(dú)立的陽極，圍繞在作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥的兩側(cè)，其位置是固定的。避免了由于金屬的機(jī)體所形成的多點(diǎn)“游離”的陽極出現(xiàn)。 真空密封件也不帶電，陽極的穩(wěn)定，消除了由于電磁場不穩(wěn)定所造成的膜層上的“樹根”現(xiàn)象。4.拆卸維修方便。由于真空室內(nèi)的所有組件，均直接或間接地與真空室蓋板固定， 當(dāng)拆下蓋板即可將全部組件取出，騰空了真空室內(nèi)腔。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的非限定性的敘述。

圖1是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是上述圖1的A-A剖視圖；圖3是上述圖1的B部放大圖；圖4是上述旋轉(zhuǎn)靶的支承座的結(jié)構(gòu)示意圖r ；[0021]圖5是上述支承座的側(cè)向局部剖視圖；圖6是上述支承座的俯視示意圖。各圖之中，1是電機(jī)，2是主動鏈輪，3是鏈條，4是從動鏈輪，5是聯(lián)動軸，6，6’是同步調(diào)整螺栓，7是槽鋼支架，8，8’是帶座軸承，9，9’是主動同步帶輪，10，10’是同步皮帶，11 是蓋板，12，12’是絕緣座，13，13’是支承座，14是進(jìn)水管，15是進(jìn)水管絕緣和止動組件，16， 16’是從動同步帶輪，17，17’是轉(zhuǎn)動軸頭，18，18’是軸頭絕緣套，19，19’是密封組件，20，20’ 是半圓壓環(huán)，21，21’是壓緊法蘭，22是磁鐵外套管，23是轉(zhuǎn)動軸輥，24是磁鐵，25是導(dǎo)磁板， 26是水道，27是出水管，觀是碳刷，四是骨架密封圈，30是陰極引線，31是陽極絕緣座，32 是陽極引線，33是陽極，131是支承座的方法蘭，132是其弧形板，133，133，是其側(cè)板，134， 134’是其側(cè)法蘭。
具體實(shí)施方式
用特定的靶材金屬制成一根長的圓筒形的轉(zhuǎn)動軸輥23，或以轉(zhuǎn)動軸輥?zhàn)陨淼慕饘俨牧献鳛榘胁?，該轉(zhuǎn)動軸輥23的兩頭與兩端的轉(zhuǎn)動軸頭17，17’是相連的，上述的轉(zhuǎn)動是軸輥及與之連接的轉(zhuǎn)動軸頭與密封組件是絕緣的，支承座與蓋板也是絕緣的，轉(zhuǎn)動軸頭有軸頭絕緣套。在軸輥的內(nèi)部裝上一條同樣是長的偏心筒形的磁鐵外套管22，外套管22的外表面與軸輥23的內(nèi)表面之間、形成一條環(huán)形的水道沈；在外套管22的內(nèi)壁上安裝上3條用永磁材料制成的磁鐵M，磁鐵上裝有導(dǎo)磁板25。上述作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥23，以及條形磁鐵M，是以中線為縱軸而軸對稱的，兩頭的結(jié)構(gòu)對稱地相同。轉(zhuǎn)動軸輥23的兩端通過壓緊法蘭21和兩個半圓壓環(huán)20分別與兩端的轉(zhuǎn)動軸頭17，17’連接，以傳遞動力及避免漏水；而磁鐵外套管的兩端，分別與進(jìn)、出水管連接。上述的轉(zhuǎn)動軸輥以及其內(nèi)腔里的磁鐵，固定連接到真空室的上蓋蓋板，以便安置于一個真空室里。安置于蓋板11的絕緣座和支承座、固定于支承座的是密封組件，在轉(zhuǎn)動軸頭17，17’伸出到真空室外的接觸面處有軸頭絕緣套18，以密封組件19進(jìn)行密封；轉(zhuǎn)動軸頭 17，17’分別被套在從動同步帶輪16，16’的中心軸里，被該帶輪16，16’所驅(qū)動。在兩端的進(jìn)水管14和出水管27與上述水道沈相通，冷卻水可以從一端進(jìn)，流經(jīng)磁鐵外套管22的外表面，從另一端出水而構(gòu)成回路，在進(jìn)水管與室體連接處，裝有進(jìn)水管絕緣和止動組件15， 以鍵槽定位。在所述的蓋板11上面固定一條槽鋼支架7，在支架上安裝電機(jī)1和帶座軸承8， 8’，將一根長的聯(lián)動軸5的兩頭，支承在帶座軸承8，8’上，在聯(lián)動軸的兩邊安裝上調(diào)整螺栓，6，6’，用以調(diào)整同步皮帶的傳動松緊程度。再將聯(lián)動軸與電機(jī)聯(lián)動起來，即是將電機(jī)1 上的主動鏈輪2與聯(lián)動軸上的從動鏈輪4，通過鏈條3連接起來。上述的同步傳動機(jī)構(gòu)，通過蓋板11、絕緣座12，支承座13，安裝到真空室的上面。 真空室里的轉(zhuǎn)動軸輥23的兩側(cè)，通過陽極絕緣座31，安裝上陽極33，從陽極33引出的陽極引線32，以及從轉(zhuǎn)動軸輥23的靶材引出、經(jīng)轉(zhuǎn)動軸頭和碳刷觀的陰極引線30，絕緣引出到電力裝置上。在轉(zhuǎn)動軸頭穿過真空室的密封部位，還裝有骨架密封圈29。操作時，先調(diào)好調(diào)整螺栓，真空室內(nèi)抽真空，，開通冷卻水，啟動電機(jī)和電極電源，轉(zhuǎn)動軸輥上的靶材開始均勻轉(zhuǎn)動，在電極和磁場的作用和控制下，靶材上的金屬離子濺射到位于真空室內(nèi)的基板上，形成鍍層。本實(shí)用新型適用于多種濺射的真空鍍膜設(shè)備上。
權(quán)利要求1.一種真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，是一個安裝在鍍膜真空室里的裝置，包括蓋板 (11)、電機(jī)(1)、傳動機(jī)構(gòu)、作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥(23)、在轉(zhuǎn)動軸輥內(nèi)腔里設(shè)置的磁鐵 (M)、與轉(zhuǎn)動軸輥03)的靶材配對的電極、以及冷卻水系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳動機(jī)構(gòu)是一組可調(diào)的同步傳動機(jī)構(gòu)，它包括與電機(jī)(1)轉(zhuǎn)軸連接的主動鏈輪O)、鏈條C3)和從動鏈輪G)，該從動鏈輪(4)連接到一根水平安置的聯(lián)動軸(5)，在該聯(lián)動軸( 的兩頭，分別裝有主動同步帶輪(9，9’)，以上的機(jī)件均安裝在一個固定于蓋板(11)上的整體的槽鋼支架(7)上，上述的同步傳動機(jī)構(gòu)，通過蓋板(11)、絕緣座(12，12’)、支承座(13，13’)，安裝到真空室的上面；上述的同步傳動機(jī)構(gòu)還包括，由上述的主動同步帶輪(9，9’)、通過同步皮帶(10，10’)，連接到從動同步帶輪(16，16’ )這樣的一組同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，再由該從動同步帶輪(16，16’ )連接上述的轉(zhuǎn)動軸輥兩端的轉(zhuǎn)動軸頭(17，17’ )而帶動其轉(zhuǎn)動，并通過調(diào)整螺栓(6，6’ )調(diào)整聯(lián)動軸，進(jìn)而調(diào)整同步皮帶(10，10’ )的松緊；所述的磁鐵04) 及其導(dǎo)磁板(25)，則設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸輥內(nèi)的一條磁鐵外套管0 的內(nèi)壁上，該磁鐵外套管0 通過兩端冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水管和出水管而固定于轉(zhuǎn)動軸輥的內(nèi)腔里。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的磁鐵外套管0 與所述的轉(zhuǎn)動軸輥的圓筒之間形成有一條冷卻水道(沈)，該水道06)的一頭與在轉(zhuǎn)動軸頭(17)處的進(jìn)水管(14)相連通；水道的另一頭與在另一頭的轉(zhuǎn)動軸頭(17’ ) 處的出水管、2Τ)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的配對的電極、包括圍繞在轉(zhuǎn)動軸輥的靶材兩側(cè)并脫離該靶材的、與蓋板(11)及真空室室體絕緣的陽極(33)，該陽極(33)與靶材配對成一對陰、陽電極；一條與該陽極(33)連接的陽極引線(3 ，以及一條通過碳刷(觀)、經(jīng)轉(zhuǎn)動軸頭與靶材連接的陰極引線(30)，被分別連接到電力裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的真空室的室內(nèi)組件，均通過支承座(13，13’ )直接或間接地固定在真空室的蓋板(11)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的真空室的室內(nèi)組件，均通過支承座(13，13’ )直接或間接地固定在真空室的蓋板(11)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的支承座 (13，13’ )包括有方法蘭(131)、弧形板(132)、兩塊側(cè)板(133，133’ )和兩個側(cè)法蘭(134， 134’)，其中，弧形板(132)的兩側(cè)各與一塊側(cè)板(133，133’)相連，側(cè)板(133，133’)的外側(cè)各連接有一個側(cè)法蘭(134，134’)，弧形板與兩塊側(cè)板的上端口連接上一個方法蘭(131)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的支承座 (13，13，)包括有方法蘭(131)、弧形板(132)、兩塊側(cè)板(133，133’ )和兩個側(cè)法蘭(134， 134’)，其中，弧形板(132)的兩側(cè)各與一塊側(cè)板(133，133’)相連，側(cè)板(133，133’)的外側(cè)各連接有一個側(cè)法蘭(134，134’)，弧形板與兩塊側(cè)板的上端口連接上一個方法蘭(131)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，其特征在于，所述的支承座 (13，13’ )包括有方法蘭(131)、弧形板(132)、兩塊側(cè)板(133，133’ )和兩個側(cè)法蘭(134， 134’)，其中，弧形板(132)的兩側(cè)各與一塊側(cè)板(133，133’)相連，側(cè)板(133，133’)的外側(cè)各連接有一個側(cè)法蘭(134，134’)，弧形板與兩塊側(cè)板的上端口連接上一個方法蘭(131)。
專利摘要一種真空磁控濺射的旋轉(zhuǎn)靶裝置，包括作為靶材的轉(zhuǎn)動軸輥、軸輥內(nèi)的磁鐵外套管、磁鐵外套管內(nèi)的磁鐵和導(dǎo)磁板、磁鐵外套管與轉(zhuǎn)動軸輥之間的冷卻水道，一組同步傳動機(jī)構(gòu)帶動聯(lián)動軸兩頭的同步帶輪，從而同步帶動轉(zhuǎn)動軸頭轉(zhuǎn)動，再而帶動轉(zhuǎn)動軸輥的靶材轉(zhuǎn)動；并通過調(diào)整螺栓調(diào)整聯(lián)動軸，進(jìn)而調(diào)整同步皮帶的松緊。冷卻水道的進(jìn)、出水管在軸輥兩頭的轉(zhuǎn)動軸頭處。在轉(zhuǎn)動軸輥的靶材周圍固定的陽極、經(jīng)絕緣引線連接到電力裝置上，陰、陽極引線亦經(jīng)絕緣引出。本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)靶，傳動同步、穩(wěn)妥，轉(zhuǎn)動靈活，磁場穩(wěn)定，鍍膜質(zhì)量好，適用于多種濺射的真空設(shè)備上。
文檔編號C23C14/35GK202181345SQ20112021116
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者廖榮新, 禤瑞彬, 黃進(jìn)高 申請人:肇慶市前沿真空設(shè)備有限公司