本實(shí)用新型設(shè)計(jì)真空鍍膜領(lǐng)域的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置。

背景技術(shù)：

過(guò)濾陰極真空電弧沉積鍍膜設(shè)備是將真空電弧鍍膜源產(chǎn)生的等離子體，借助勵(lì)磁線圈及負(fù)偏置電壓等吸引至基材，并在基材表面上形成薄膜的一種鍍膜設(shè)備。其中，真空電弧鍍膜源，通過(guò)真空電弧放電蒸發(fā)陰極石墨靶，由此產(chǎn)生含有陰極靶材料的等離子體。過(guò)濾陰極真空電弧鍍膜設(shè)備具有離化率高、離子能量高、沉積溫度低、沉積速率高、膜與基材結(jié)合好等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，是沉積類金剛石薄膜的很好選擇。

在薄膜沉積過(guò)程中，陰極表面電弧斑放電劇烈，在產(chǎn)生高密度等離子體的同時(shí)也產(chǎn)生大量的宏觀大顆粒。其中，宏觀大顆粒是指直徑約為幾微米至幾十微米的大顆粒。沒(méi)有經(jīng)過(guò)磁過(guò)濾時(shí)，宏觀大顆粒與等離子體在基材表面的協(xié)同沉積，常常使薄膜表面粗糙度增加，影響高質(zhì)量薄膜的獲得。

目前，減少宏觀大顆粒協(xié)同沉積的辦法為：利用帶有外加勵(lì)磁線圈的磁過(guò)濾彎管，在傳輸過(guò)程中將宏觀大顆粒在一定程度上過(guò)濾掉，避免其沉積到基材表面，其機(jī)理是在外加磁場(chǎng)作用下，宏觀大顆粒由于是中性粒子，在慣性作用下直接濺射到磁過(guò)濾管的管壁上被過(guò)濾掉，而質(zhì)量小的帶電粒子則在磁場(chǎng)作用下，順利通過(guò)磁過(guò)濾彎管到達(dá)基材表面，從而獲得高質(zhì)量的薄膜。

目前過(guò)濾陰極真空電弧沉積鍍膜設(shè)備中的真空電弧鍍膜源的數(shù)量為一至三個(gè)。因此用于安裝基材的鍍膜腔體的體積小，對(duì)于基材的鍍膜區(qū)域小，對(duì)于基材的裝爐量低，上述缺陷嚴(yán)重影響了鍍膜的效率和質(zhì)量。

造成上述限制的原因在于：各個(gè)磁過(guò)濾彎管上的勵(lì)磁線圈之間存在磁場(chǎng)干擾，影響了對(duì)于宏觀大顆粒的過(guò)濾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置，其能消除各個(gè)磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈之間的磁場(chǎng)對(duì)鍍膜的干擾，使得過(guò)濾陰極真空電弧沉積鍍膜設(shè)備上真空電弧鍍膜源的可安裝數(shù)量增加至六個(gè)，使基材的裝爐量大幅提高，提高了鍍膜的效率和質(zhì)量。

實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置，包括鍍膜腔體，所述鍍膜腔體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架；

圍繞所述鍍膜腔體的圓周，依次設(shè)有第二彎管連接口、第一彎管連接口、第三彎管連接口、第四彎管連接口、第六彎管連接口和第五彎管連接口，所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口之間相差一個(gè)用于安裝真空泵的工位；

所述第一至第六彎管連接口對(duì)應(yīng)通過(guò)第一至第六磁過(guò)濾彎管連接對(duì)應(yīng)的真空電弧鍍膜源，所述第一至第六磁過(guò)濾彎管上均纏繞勵(lì)磁線圈；

所述第一磁過(guò)濾彎管、所述第二磁過(guò)濾彎管和所述第四磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向不同于所述第三磁過(guò)濾彎管、所述第五磁過(guò)濾彎管和所述第六磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向；

所述第一彎管連接口和所述第六彎管連接口的水平高度，所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口的水平高度，以及所述第二彎管連接口和所述第五彎管連接口的水平高度，均是不同的。

進(jìn)一步的，所述鍍膜腔體對(duì)應(yīng)四對(duì)磁控濺射源。

進(jìn)一步的，所述鍍膜腔體內(nèi)對(duì)應(yīng)四對(duì)磁控濺射源。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)架的直徑為1.2m，所述轉(zhuǎn)架可鍍膜的高度為900mm。

進(jìn)一步的，所述第一彎管連接口和所述第六彎管連接口的水平高度低于所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口的水平高度，所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口的水平高度低于所述第二彎管連接口和所述第五彎管連接口的水平高度，所述第一磁過(guò)濾彎管、所述第二磁過(guò)濾彎管和所述第四磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，所述第三磁過(guò)濾彎管、所述第五磁過(guò)濾彎管和所述第六磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。

進(jìn)一步的，所述鍍膜腔體內(nèi)設(shè)有離子刻蝕設(shè)備。

進(jìn)一步的，六個(gè)所述真空電弧鍍膜源所使用靶材均為石墨靶材。

再進(jìn)一步的，所述磁控濺射源為鋁源、硅源、鈦源、鉻源、碳源的任意組合。

采用了本實(shí)用新型的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置的技術(shù)方案，包括鍍膜腔體，所述鍍膜腔體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架；圍繞所述鍍膜腔體的圓周，依次設(shè)有第二彎管連接口、第一彎管連接口、第三彎管連接口、第四彎管連接口、第六彎管連接口和第五彎管連接口，所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口之間相差一個(gè)用于安裝真空泵的工位；所述第一至第六彎管連接口對(duì)應(yīng)通過(guò)第一至第六磁過(guò)濾彎管連接對(duì)應(yīng)的真空電弧鍍膜源，所述第一至第六磁過(guò)濾彎管上均纏繞勵(lì)磁線圈；所述第一磁過(guò)濾彎管、所述第二磁過(guò)濾彎管和所述第四磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向不同于所述第三磁過(guò)濾彎管、所述第五磁過(guò)濾彎管和所述第六磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈的電流方向；所述第一彎管連接口和所述第六彎管連接口的水平高度，所述第三彎管連接口和所述第四彎管連接口的水平高度，以及所述第二彎管連接口和所述第五彎管連接口的水平高度，是不同的。其技術(shù)效果是：消除各個(gè)磁過(guò)濾彎管上勵(lì)磁線圈之間的磁場(chǎng)對(duì)鍍膜的干擾，使得過(guò)濾陰極真空電弧沉積鍍膜設(shè)備上真空電弧鍍膜源的可安裝數(shù)量增加至六個(gè)，使基材的裝爐量大幅提高，提高了鍍膜的效率和質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置中磁過(guò)濾彎管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的實(shí)用新型人為了能更好地對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過(guò)具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明：

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置，包括鍍膜腔體1，鍍膜腔體1內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架，圍繞鍍膜腔體1的圓周，依次設(shè)有第二彎管連接口12、第一彎管連接口11、第三彎管連接口13、第四彎管連接口14、第六彎管連接口16和第五彎管連接口15。在鍍膜腔體1的圓周上，第三彎管連接口13和第四彎管連接口14之間相差一個(gè)工位，該工位安裝真空泵。

第一彎管連接口11通過(guò)第一磁過(guò)濾彎管21連接第一真空電弧鍍膜源31，第二彎管連接口12通過(guò)第二磁過(guò)濾彎管22連接第二真空電弧鍍膜源32，第三彎管連接口13通過(guò)第三磁過(guò)濾彎管23連接第三真空電弧鍍膜源33，第四彎管連接口14通過(guò)第四磁過(guò)濾彎管24連接第四真空電弧鍍膜源34，第五彎管連接口15通過(guò)第五磁過(guò)濾彎管25連接第五真空電弧鍍膜源35，第六彎管連接口16通過(guò)第六磁過(guò)濾彎管26連接第六真空電弧鍍膜源36，從而使第一真空電弧鍍膜源31、第二真空電弧鍍膜源32、第三真空電弧鍍膜源33、第四真空電弧鍍膜源34、第五真空電弧鍍膜源35和第六真空電弧鍍膜源36連通鍍膜腔體1。

第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22、第三磁過(guò)濾彎管23、第四磁過(guò)濾彎管24、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26上均設(shè)有勵(lì)磁線圈，用于在第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22、第三磁過(guò)濾彎管23、第四磁過(guò)濾彎管24、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26中生成磁場(chǎng)。

第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24上勵(lì)磁線圈的電流方向不同于第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26上勵(lì)磁線圈的電流方向；因此第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24中磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相反于第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26中磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向。

第一種情況，第一真空電弧鍍膜源31、第二真空電弧鍍膜源32和第四真空電弧鍍膜源34，即第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24的A端為磁場(chǎng)的N極；第一彎管連接口11、第二彎管連接口12和第四彎管連接口14，即第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24的B端為磁場(chǎng)的S極；第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24上勵(lì)磁線圈的電流方向均為逆時(shí)針。

第三真空電弧鍍膜源33、第五真空電弧鍍膜源35和第六真空電弧鍍膜源36，即第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26的A端為磁場(chǎng)的S極；第三彎管連接口13、第五彎管連接口15和第六彎管連接口16，即第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26的B端為磁場(chǎng)的N極；第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26上勵(lì)磁線圈的電流方向均為順時(shí)針。

第二種情況：第一真空電弧鍍膜源31、第二真空電弧鍍膜源32和第四真空電弧鍍膜源34，即第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24的A端為磁場(chǎng)的S極；第一彎管連接口11、第二彎管連接口12和第四彎管連接口14，即第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24的B端為磁場(chǎng)的N極；第一磁過(guò)濾彎管21、第二磁過(guò)濾彎管22和第四磁過(guò)濾彎管24上勵(lì)磁線圈的電流方向均為順時(shí)針。

第三真空電弧鍍膜源33、第五真空電弧鍍膜源35和第六真空電弧鍍膜源36，即第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26的A端為磁場(chǎng)的N極；第三彎管連接口13、第五彎管連接口15和第六彎管連接口16，即第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26的B端為磁場(chǎng)的S極；第三磁過(guò)濾彎管23、第五磁過(guò)濾彎管25和第六磁過(guò)濾彎管26上勵(lì)磁線圈的電流方向均為逆時(shí)針。

第一彎管連接口11和第六彎管連接口16等高，為第一組彎管連接口，均設(shè)置于鍍膜腔體1外圓周壁的下部。第三彎管連接口13和第四彎管連接口14等高，為第二組彎管連接口，均位于鍍膜腔體1外圓周壁的中部，第二彎管連接口12和第五彎管連接口15等高，為第三組彎管連接口，均位于鍍膜腔體1外圓周壁的上部。

上述的設(shè)計(jì)，消除了磁過(guò)濾彎管的勵(lì)磁線圈之間的干擾，因此本實(shí)用新型的一種大型類金剛石薄膜真空鍍膜裝置上，磁過(guò)濾彎管，以及與磁過(guò)濾彎管對(duì)應(yīng)的真空電弧鍍膜源和彎管連接口的數(shù)量均可相應(yīng)增加，從目前的一至三根磁過(guò)濾彎管，以及與磁過(guò)濾彎管對(duì)應(yīng)的真空電弧鍍膜源和彎管連接口，增加到六根甚至更多的磁過(guò)濾彎管，以及與磁過(guò)濾彎管對(duì)應(yīng)的真空電弧鍍膜源和彎管連接口。同時(shí)鍍膜腔體1內(nèi)轉(zhuǎn)架的直徑從750mm增加到1.2m，轉(zhuǎn)架可鍍膜的高度從原來(lái)的300mm增加到900mm。因此鍍膜腔體1的裝爐量提升，可以進(jìn)行更大面積的沉積薄膜，鍍膜腔體1內(nèi)可填裝更多的磁控濺射源，從目前的一至二個(gè)增加到四對(duì)。相應(yīng)地，隨著真空電弧鍍膜源和磁控濺射源數(shù)量的增加，也為今后進(jìn)行工藝改進(jìn)，進(jìn)行成分更為復(fù)雜的薄膜的鍍膜，尤其是在各種基材表面進(jìn)行類金剛石薄膜的鍍膜提供了可能。

第一真空電弧鍍膜源31，第二真空電弧鍍膜源32，第三真空電弧鍍膜源33，第四真空電弧鍍膜源34，第五真空電弧鍍膜源35和第六真空電弧鍍膜源36中可以安裝石墨靶材，以制備優(yōu)質(zhì)的類金剛石薄膜。

所述磁控濺射源可以是鋁源、硅源、鈦源、鉻源、碳源等的任意組合，以使基材表面沉積的底層為SiC層，AlTi層、AlTiN層、Si層或SiN層、Cr層、CrN層、Ti層等。

此外鍍膜腔體1中還設(shè)有對(duì)基材進(jìn)行離子刻蝕的離子刻蝕設(shè)備，在對(duì)基材進(jìn)行底層鍍膜前，對(duì)基材進(jìn)行離子刻蝕，增強(qiáng)類金剛石薄膜與基材之間的結(jié)合力。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。