一種冷卻背板及磁控濺射鍍膜設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及磁控濺射技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種冷卻背板及磁控濺射鍍膜設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射是在二極濺射中增加一個平行于濺射靶表面的封閉磁場，借助于濺射靶表面上形成的電磁場，把二次電子束縛在靶表面特定區(qū)域來增強(qiáng)電離效率，增加離子密度和能量，從而實(shí)現(xiàn)高速率濺射的過程。
[0003]磁控濺射方法廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍍膜中，成為一種普遍的工藝選擇。隨著各鍍膜行業(yè)對膜層質(zhì)量的要求越來越高，對磁控濺射工藝要求也越來越高。
[0004]圖1為磁控濺射的原理圖，參見圖1，I為基片、2為濺射靶，所述濺射靶2包括:革巴材201、磁鐵202和基材203，在磁控濺射過程中，電場E對電子e進(jìn)行加速，將惰性氣體比如Ar電離成Ar+并形成等離子氣體，靶材201被等離子中的Ar+轟擊，轟擊的離子將靶材201上的靶原子濺射出，沉積到基片表面。同時二次電子el也將從靶材201表面射出，這些電子在維持等離子放電起到非常重要作用。
[0005]但是磁控濺射技術(shù)只能濺射靶材201的部分區(qū)域，磁場B只能捕獲濺射區(qū)域電子，未捕獲的電子(如圖中e2)直接射入基片，這樣濺射區(qū)域?qū)a(chǎn)生更多轟擊離子Ar+，在部分區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大量的濺射粒子(靶原子)。同時，靶材201的濺射區(qū)域溫度會很高，過高的溫度會對靶材201、磁鐵202以及基材203產(chǎn)生影響。比如，陶瓷靶溫度過高，會引起靶材201開裂，甚至靶材脫落；金屬靶溫度過高，會引起靶材升華或熔化。這些后果都將會影響磁控濺射過程或直接無法進(jìn)行濺射，所以磁控濺射的冷卻系統(tǒng)設(shè)計非常重要。
[0006]冷卻系統(tǒng)一般方法是用水冷卻方式。如圖2所示，在靶材201的背面設(shè)計一條冷卻水通道204，所述冷卻水通道204設(shè)置在陰極206上，冷卻水通道204和靶材201之間隔上一塊銅背板205，銅背板205主要起到密封隔絕冷卻水作用，在靶材201工作時開啟冷卻水，通過低溫流動的水將靶材201傳遞過來的熱量帶走，該銅背板205 —般為長方形的平面結(jié)構(gòu)，所述銅背板205與冷卻水的接觸面積有限，因此導(dǎo)致所述冷卻系統(tǒng)對所述靶材201的冷卻效果并不理想。
[0007]因此，如何提高所述冷卻系統(tǒng)對所述靶材的冷卻效果成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N冷卻背板，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻系統(tǒng)降溫效率低的問題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0010]一種冷卻背板，應(yīng)用于磁控濺射鍍膜設(shè)備中，用于將冷卻水和靶材相隔離，所述冷卻背板與冷卻水接觸的表面上設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選的，上述冷卻背板中，所述多個凸起結(jié)構(gòu)為均勻分布的條形凸起，且所述凸起結(jié)構(gòu)的延伸方向與所述冷卻水的流向相同。
[0012]優(yōu)選的，上述冷卻背板中，所述多個凸起結(jié)構(gòu)為均勻分布的柱狀結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選的，上述冷卻背板中，所述條形凸起為連續(xù)分布的半圓柱結(jié)構(gòu)或倒V型結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選的，上述冷卻背板中，所述冷卻背板為金屬材質(zhì)。
[0015]一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，包括上述任意一項(xiàng)公開的冷卻背板。
[0016]從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請公開的冷卻背板與所述冷卻水接觸的一面設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致所述冷卻背板與冷卻水的接觸面積增大，導(dǎo)致所述冷卻水與所述冷卻背板3之間的熱交互效果顯著增強(qiáng)，使得所述靶材的溫度顯著降低。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為磁控濺射原理示意圖；
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的磁控濺射設(shè)備的濺射靶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本申請實(shí)施例提供的一種冷卻背板的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4為本申請實(shí)施例提供的公開的另一種冷卻背板的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]參見圖3，本實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于磁控濺射鍍膜設(shè)備中的冷卻背板3，所述冷卻背板200設(shè)置在磁控濺射鍍膜設(shè)備的靶材201的背面，用于將靶材201與冷卻水相隔離，其中，所述冷卻背板3與冷卻水相接觸的一面，設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)301。
[0024]參見本申請上述實(shí)施例公開的技術(shù)方案，由于所述冷卻背板3與所述冷卻水接觸的一面設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)301，從而導(dǎo)致所述冷卻背板3與冷卻水的接觸面積增大，導(dǎo)致所述冷卻水與所述冷卻背板3之間的熱交互效果顯著增強(qiáng)，使得所述靶材的溫度顯著降低。
[0025]可以理解的是，本申請上述實(shí)施例中的所述冷卻背板為一次澆筑成型的冷卻背板，即所述冷卻背板為一整體結(jié)構(gòu)。
[0026]可以理解的是，本申請上述實(shí)施例中的所述冷卻背板3上的多個凸起結(jié)構(gòu)301的具體類型可以根據(jù)用戶需求自行設(shè)定，例如，所述多個凸起也可以為均勻分布的柱狀結(jié)構(gòu)或半球形結(jié)構(gòu)。或所述多個凸起301可以為均勻分布的條形凸起，且為了進(jìn)一步提熱交換速率，所述均勻分布的條形凸起的延伸方向與所述冷卻水的流動方向相同，所述條形凸起的高度不大于流通所述冷卻水的冷卻水通道的通道深度，參見圖4，每個條形凸起之間的間距可以相同，即所述多個條形凸起等間距分布，當(dāng)然所述各個條形凸起之間也可以不等間距分布，例如，所述條形凸起也可以為等間距分布的半圓柱狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以為倒V型結(jié)構(gòu)。
[0027]當(dāng)所述多個條形凸起為連續(xù)分布的半圓柱結(jié)構(gòu)時，假設(shè)所述半圓柱側(cè)長度為L，半圓柱的半徑為R，在未設(shè)置所述凸起之前，每個凸起處的冷卻背板表面與冷卻水之間的熱交換表面的面積為:S1 = 2R*L，在設(shè)置了所述連續(xù)分布的半圓柱圖氣候熱交換面積為S2 =3iR*L，所述S2:S1 = /2，明顯可見，在設(shè)置了所述連續(xù)分布的多個條形的半圓柱結(jié)構(gòu)后，所述冷卻背板與冷卻水接觸的面積具有明顯增加，增強(qiáng)了散熱系統(tǒng)地散熱效果。
[0028]可以理解的是，由于不同材質(zhì)制成的冷卻背板的導(dǎo)熱效果不同，為了使所述冷卻背板具有較好的導(dǎo)熱性能，所述冷卻背板的材質(zhì)為金屬材質(zhì)，例如為銀或銅或鐵等，當(dāng)所述冷卻背板的材質(zhì)為銀時，所述冷卻背板的導(dǎo)熱效果達(dá)到最佳，但是出于制造成本等綜合方面考慮，優(yōu)選的，所述冷卻背板的銅材質(zhì)的銅背板。
[0029]可以理解的是，對應(yīng)于上述冷卻背板，本申請還提供了一種應(yīng)用上述任意一項(xiàng)冷卻背板的磁控濺射鍍膜設(shè)備。
[0030]以生磁控派射機(jī)臺為例，磁控派射機(jī)臺的冷卻背板的尺寸為1496mmX 143mm，均勾等間隔分布的條形半圓柱狀突起的半徑為2_，半圓柱長度為1400_，半圓柱條數(shù)為28條。更改前整個冷卻背板與冷卻水的接觸面積為0.214m2，更改后接觸面積增加面積為Λ S =N(jt-2)RXL = 0.089m2，即更改后整個冷卻背板面積為0.303m2，冷卻背板與冷卻水的接觸面積增加了 41.6%，從而顯著的調(diào)高了冷卻系統(tǒng)地冷卻效率。
[0031]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0032]本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0033]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種冷卻背板，應(yīng)用于磁控濺射鍍膜設(shè)備中，用于將冷卻水和靶材相隔離，其特征在于: 所述冷卻背板與冷卻水接觸的表面上設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻背板，其特征在于，所述多個凸起結(jié)構(gòu)為均勻分布的條形凸起，且所述凸起結(jié)構(gòu)的延伸方向與所述冷卻水的流向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻背板，其特征在于，所述多個凸起結(jié)構(gòu)為均勻分布的柱狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻背板，其特征在于，所述條形凸起為連續(xù)分布的半圓柱結(jié)構(gòu)或倒V型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻背板，其特征在于，所述冷卻背板為金屬材質(zhì)。
6.一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)公開的冷卻背板。
【專利摘要】本申請公開了一種冷卻背板，應(yīng)用于磁控濺射鍍膜設(shè)備中，所述冷卻背板用于將冷卻水和靶材相隔離，所述冷卻背板與冷卻水接觸的表面上設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)。由于所述冷卻背板與所述冷卻水接觸的一面設(shè)置有多個凸起結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致所述冷卻背板與冷卻水的接觸面積增大，導(dǎo)致所述冷卻水與所述冷卻背板3之間的熱交互效果顯著增強(qiáng)，使得所述靶材的溫度顯著降低。
【IPC分類】C23C14-35
【公開號】CN204529966
【申請?zhí)枴緾N201420597869
【發(fā)明人】彭柱根
【申請人】海南漢能光伏有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年10月16日