本發(fā)明涉及離子束鍍膜設(shè)備，尤其涉及一種防打火直流離子源。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有直流離子源采用屏柵和加速柵的雙層?xùn)啪W(wǎng)結(jié)構(gòu)，屏柵和加速柵是一對多孔彼此對準(zhǔn)的電極，從而構(gòu)成離子光學(xué)組件。在屏柵柵網(wǎng)上施加正電壓將正離子束縛在陽極筒內(nèi)，屏柵電場在放電室中形成等離子體彎月形發(fā)射面；在加速柵柵網(wǎng)上施加負(fù)電壓將正離子拉出加速、減速向靶傳輸；中和器發(fā)射電子浸入正離子束中，形成中性束的等離子體。但是屏柵和加速柵會對中和器發(fā)射的電子有反向抽取作用，使得等離子體仍帶正電荷。在濺射金屬材料時，在沉積膜層表面的正電荷會被自由流動的電子中和，但是在濺射絕緣材料時，正電荷被中和的速度非常慢，絕緣薄膜上的正電荷會不斷累積，當(dāng)累積到可產(chǎn)生放電的電位時會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣膜損壞漏電，并且打火現(xiàn)象會出現(xiàn)在柵網(wǎng)表面，嚴(yán)重時會損壞柵網(wǎng)。為了防止打火，在鍍絕緣材料時，常用的做法是通過操作工人每隔一段時間進(jìn)行緩鍍，確保薄膜不被擊穿，這種方法生產(chǎn)效率較低，無法做到連續(xù)沉積絕緣材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可連續(xù)沉積絕緣材料、生產(chǎn)效率高的防打火直流離子源。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種防打火直流離子源，包括離子光學(xué)組件，所述離子光學(xué)組件包括屏柵、加速柵和防打火柵，所述屏柵、所述加速柵和所述防打火柵依次布置且柵孔彼此對準(zhǔn)，所述屏柵上施加正電壓，所述加速柵上施加負(fù)電壓，所述防打火柵接地。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

還包括陽極桶、底板組件、支撐組件及工作氣體輸入組件，所述屏柵、加速柵和防打火柵自下而上依次布置于所述陽極桶上方，所述支撐組件支撐于所述底板組件下方，所述陽極桶設(shè)于所述底板組件上，陽極桶內(nèi)設(shè)有陰極燈絲，所述工作氣體輸入組件通過所述底板組件與所述陽極桶連通。

所述陽極桶外周還設(shè)有水冷組件，所述水冷組件上下兩端分別與屏柵和底板組件法蘭連接，所述水冷組件包括內(nèi)筒及設(shè)于內(nèi)筒外周的外筒，所述內(nèi)筒和所述外筒之間構(gòu)成水冷腔，所述底板組件上設(shè)有一對水冷接頭，各水冷接頭與所述水冷腔連通。

所述底板組件包括底板及上蓋，所述底板中部設(shè)有凸臺，所述上蓋與所述凸臺連接，所述陽極桶和所述陰極燈絲設(shè)于所述上蓋上，所述凸臺中部設(shè)有進(jìn)氣孔，凸臺上表面設(shè)有勻流槽，所述上蓋沿周向均勻設(shè)有多個出氣孔，所述進(jìn)氣孔、所述勻流槽和所述出氣孔連通，所述工作氣體輸入組件包括進(jìn)氣管及絕緣接頭，所述絕緣接頭連接于所述進(jìn)氣孔與所述進(jìn)氣管之間。

所述支撐組件包括基座及沿基座周向均勻布置的多根支撐桿，各支撐桿上端設(shè)有螺紋連接段并于螺紋連接段設(shè)置一對絕緣鎖緊螺母，所述螺紋連接段穿過所述底板組件的法蘭連接處，一對絕緣鎖緊螺母分設(shè)于所述底板組件上下兩側(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明公開的防打火直流離子源，其離子光學(xué)組件采用三層?xùn)啪W(wǎng)結(jié)構(gòu)，屏柵、加速柵和防打火柵依次布置且三層?xùn)啪W(wǎng)的柵孔彼此對準(zhǔn)，其中屏柵上施加正電壓形成等離子體彎月形發(fā)射面；由加速柵的負(fù)電場將正離子拉出并加速，然后減速向靶傳輸；防打火柵接地，防打火柵和加速柵之間形成的電場可以有效的抑制中和電流的返流現(xiàn)象，使中和器發(fā)射的電子與離子束充分中和形成中性束等離子體，從而消除絕緣薄膜上的正電荷累積，實(shí)現(xiàn)長時間不打火的條件下連續(xù)沉積絕緣材料，大大提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明防打火直流離子源的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A處的放大圖。

圖中各標(biāo)號表示：1、離子光學(xué)組件；11、屏柵；12、加速柵；13、防打火柵；2、陽極桶；3、底板組件；31、底板；311、凸臺；312、進(jìn)氣孔；313、勻流槽；32、上蓋；321、出氣孔；4、支撐組件；41、基座；42、支撐桿；421、螺紋連接段；422、絕緣鎖緊螺母；5、工作氣體輸入組件；51、進(jìn)氣管；52、絕緣接頭；6、陰極燈絲；7、水冷組件；71、內(nèi)筒；72、外筒；73、水冷腔；8、水冷接頭；91、電氣接頭；92、電氣轉(zhuǎn)接板。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的防打火直流離子源，包括離子光學(xué)組件1，離子光學(xué)組件1包括屏柵11、加速柵12和防打火柵13，屏柵11、加速柵12和防打火柵13依次布置且柵孔彼此對準(zhǔn)，屏柵11上施加正電壓，加速柵12上施加負(fù)電壓，防打火柵13接地。該防打火直流離子源，其離子光學(xué)組件1采用三層?xùn)啪W(wǎng)結(jié)構(gòu)，屏柵11、加速柵12和防打火柵13依次布置且三層?xùn)啪W(wǎng)的柵孔彼此對準(zhǔn)，其中屏柵11上施加正電壓形成等離子體彎月形發(fā)射面；由加速柵12的負(fù)電場將正離子拉出并加速，然后減速向靶傳輸；防打火柵13接地，防打火柵13和加速柵12之間形成的電場可以有效的抑制中和電流的返流現(xiàn)象，使中和器發(fā)射的電子與離子束充分中和形成中性束等離子體，從而消除絕緣薄膜上的正電荷累積，實(shí)現(xiàn)長時間不打火的條件下連續(xù)沉積絕緣材料，大大提高生產(chǎn)效率。需要說明的是，由于三層?xùn)啪W(wǎng)的柵孔需要嚴(yán)格對準(zhǔn)，因此本實(shí)施例中的離子光學(xué)組件1的加工難度要遠(yuǎn)高于常規(guī)的雙層?xùn)啪W(wǎng)；屏柵11、加速柵12和防打火柵13之間采用法蘭連接。

本實(shí)施例中，防打火直流離子源還包括陽極桶2、底板組件3、支撐組件4及工作氣體輸入組件5，屏柵11、加速柵12和防打火柵13自下而上依次布置于陽極桶2上方，支撐組件4支撐于底板組件3下方，陽極桶2設(shè)于底板組件3上，陽極桶2內(nèi)設(shè)有陰極燈絲6，工作氣體輸入組件5通過底板組件3與陽極桶2連通。

本實(shí)施例中，陽極桶2外周還設(shè)有水冷組件7，水冷組件7上下兩端分別與屏柵11和底板組件3法蘭連接，水冷組件7包括內(nèi)筒71及設(shè)于內(nèi)筒71外周的外筒72，內(nèi)筒71和外筒72之間構(gòu)成水冷腔73，底板組件3上設(shè)有一對水冷接頭8，各水冷接頭8與水冷腔73連通。工作時，一對水冷接頭8分別連接進(jìn)水管和排水管，冷卻水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入水冷腔73內(nèi)與陽極桶2進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)排水管排出，水冷組件7結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可對陽極桶2進(jìn)行全面的冷卻，冷卻效果好。

本實(shí)施例中，底板組件3包括底板31及上蓋32，底板31中部設(shè)有凸臺311，上蓋32與凸臺311連接，陽極桶2和陰極燈絲6設(shè)于上蓋32上，凸臺311中部設(shè)有進(jìn)氣孔312，凸臺311上表面設(shè)有勻流槽313，上蓋32沿周向均勻設(shè)有多個出氣孔321，進(jìn)氣孔312、勻流槽313和出氣孔321連通，工作氣體輸入組件5包括進(jìn)氣管51及絕緣接頭52，絕緣接頭52連接于進(jìn)氣孔312與進(jìn)氣管51之間。工作時，工作氣體（通常為氬氣）依次經(jīng)過進(jìn)氣管51、絕緣接頭52和進(jìn)氣孔312進(jìn)入勻流槽313內(nèi)，工作氣體可得到一定程度的緩沖，然后經(jīng)上蓋32上的各出氣孔321進(jìn)入陽極桶2內(nèi)，保證陽極桶2內(nèi)各處氣氛的均勻、一致。

支撐組件4包括基座41及沿基座41周向均勻布置的多根支撐桿42，進(jìn)氣管51貫穿于基座41的中部，各支撐桿42上端設(shè)有螺紋連接段421并于螺紋連接段421設(shè)置一對絕緣鎖緊螺母422，螺紋連接段421穿過底板組件3的法蘭連接處，一對絕緣鎖緊螺母422分設(shè)于底板組件3上下兩側(cè)。本實(shí)施例中，螺紋連接段421穿過底板31和水冷組件7下端的連接法蘭，一對絕緣鎖緊螺母422將底板31和水冷組件7下端的連接法蘭鎖緊、固定，并實(shí)現(xiàn)陽極桶2的絕緣隔離。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。