一種提高利用率的平面磁控濺射靶的製作方法

2023-05-11 13:21:01 4

專利名稱：一種提高利用率的平面磁控濺射靶的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種磁控濺射鍍膜時應用的平面濺射靶，適用於物理氣相沉積磁控濺射真空鍍膜技術領域。
背景技術：
在真空鍍膜行業中，濺射鍍膜技術具有可實現大面積快速沉積，薄膜與基體結合 力好，薄膜緻密、針孔少，膜層可控性和重複性好等優點，因而近年來發展迅速，應用廣泛。 磁控濺射在鍍膜行業中佔有重要的位置，由於其顯著的優點應用日趨廣泛，在磁控濺射設 備中靶材除圓柱靶材和動磁場靶材外，多使用矩形磁控濺射平面靶，並且靶材多為貴金屬 材料，如鍍Ti、Zr、Au等金屬靶材，普遍應用在裝飾鍍膜，如手機外殼、表鏈、眼鏡框等等，這 些膜不僅增加材料的美觀特性，而且提高了材料的耐磨性能。另外還有一些功能膜，如ITO 膜、多晶矽薄膜、超硬膜、電極薄膜等，在這些薄膜中不乏使用一些昂貴的靶材，金靶、銀靶 等貴金屬靶材，然而在普通磁控濺射設備中，平面靶的磁場設計基本為閉合環形設置，磁控 管使用NSN或SNS閉合型磁路，導致靶材表面被濺射部分出現一個環形跑道型刻蝕區，該刻 蝕區僅為靶材整體的一小部分，絕大部分材料不能重複使用。這樣造成了靶材材料的浪費， 使得薄膜的製造成本高居不下。因此，如果能夠設計一種方案，每次在磁控濺射中更換的是 被濺射掉的靶材部分，能夠合理充分的利用靶材又不增加靶材的成本，將會給企業帶來很 好的利潤。
發明內容本實用新型的目的是為了克服已有技術的缺點，提供一種適用於物理氣相沉積平 面靶磁控濺射真空鍍膜，每次在磁控濺射中更換的是被濺射掉的靶材部分，可提高靶材利 用率，浪費少，並且結構簡單的平面磁控濺射靶。本實用新型一種提高利用率的平面磁控濺射靶的技術方案是其特徵在於包括靶 材磁控管外套，靶材磁控管外套的底面連接蓋板，蓋板與靶材磁控管外套之間有冷卻水，靶 材磁控管外套內部放置磁額，磁額中制有通水孔，磁額上安裝永久磁鐵，靶材磁控管外套上 安裝靶材條和靶材條外側有靶材條固定塊，靶材條成平行相間排列，靶材條之間互相交疊， 靶材條的表面為平整面，在靶材磁控管外套和靶材條固定塊外有靶材屏蔽罩，靶材磁控管 外套內與磁額相連的永久磁鐵的磁極為NSN或者SNS平行排列，並垂直於靶材條的表面。本實用新型公開了一種提高利用率的平面磁控濺射靶，靶材磁控管外套上安裝靶 材條和靶材條外側有靶材條固定塊，靶材條成平行相間排列，靶材條之間互相交疊，靶材分 割為多塊靶材條，並且互相平行排列，主要刻蝕區靶材條可更換，其餘靶材條可重複使用， 以達到節約靶材的目的；靶材磁控管外套內部充滿冷卻水可以保證靶材和永久磁鐵的充分 冷卻，避免永久磁鐵過熱造成退磁，和靶材過熱導致濺射效率降低；靶材表面為平整面可以 儘量避免濺射時的打火現象；內部永久磁鐵的磁極為NSN或者SNS平行排列，而不閉合(克 服了已有技術平面靶的磁場設計基本為閉合環形設置，磁控管使用NSN或SNS閉合型磁路，導致靶材表面被濺射部分出現一個環形跑道型刻蝕區)，使得濺射區域為平行刻蝕區，有利 於被濺射部分靶材條的更換，以達到節約靶材的目的，特別是提高貴金屬靶材如金、銀、鋯 等金屬的利用率，降低成本提高經濟效益。本實用新型一種提高利用率的平面磁控濺射靶，所述的靶材屏蔽罩與靶材磁控管外套的連接處安裝絕緣墊。靶材屏蔽罩與靶材磁控管外套的連接處安裝了絕緣墊，保證了 真空鍍膜的真空室與靶材之間的絕緣和密封效果。所述的靶材磁控管外套與靶材條固定塊 由緊固件相連接，彼此之間更加牢固。所述的靶材磁控管外套為U型的鋁合金套。U型鋁合 金外套可以保證冷卻水體積大，冷卻面積大，鋁合金材料相對與不鏽鋼材料冷卻效果好。所 述的靶材條的底部有導磁墊。在靶材條的底部使用了導磁墊可以有效的約束和傳遞磁場。 所述的靶材磁控管外套與蓋板由螺釘相固定。所述的靶材磁控管內磁額固定在伸縮杆上， 伸縮杆與蓋板由螺帽固定。磁額固定在伸縮杆上，伸縮杆能夠移動可以調節靶材表面磁場， 以及方便更換永久磁鐵和靶材條。所述的磁額和永久磁鐵表面鍍有類金剛石膜，類金剛石 膜外面塗敷有機矽樹脂膜。因永久磁鐵為釹鐵硼材料，磁額為鐵，兩種材料均易被腐蝕，類 金剛石薄膜和有機矽樹脂薄膜，均為耐腐蝕材料，並且多層保護可以提高其耐腐蝕的能力。 類金剛石膜和有機矽樹脂膜的具體產品為已有技術。

圖1是本實用新型一種提高利用率的平面磁控濺射靶示意圖；圖2是靶材磁控管外套為U型示意圖；圖3是多塊分割型靶材平行交疊放置示意圖；圖4是圖3的B向示意圖；圖5是永久磁鐵的磁極為SNS排列方式的示意圖；圖6是永久磁鐵的磁極為NSN排列方式的示意圖；圖7是靶材磁控管外套中安裝磁額和永久磁鐵示意圖；圖8是本平面磁控濺射靶表面磁場以及電子e運行軌跡示意圖；圖9是靶材條側面所示形成刻蝕區示意圖。
具體實施方式
本實用新型涉及一種提高利用率的平面磁控濺射靶，如圖1-圖9所示，其特徵在 於包括靶材磁控管外套4，靶材磁控管外套4的底面連接蓋板15，蓋板15與靶材磁控管外 套4之間有冷卻水，靶材磁控管外套4內部放置磁額7，磁額7中制有通水孔8，磁額7上安 裝永久磁鐵6，靶材磁控管外套4上安裝靶材條1和靶材條外側有靶材條固定塊11，靶材條 1成平行相間排列，靶材條之間互相交疊，靶材條1的表面為平整面，在靶材磁控管外套4和 靶材條固定塊11外有靶材屏蔽罩10，靶材磁控管外套4內與磁額7相連的永久磁鐵6的磁 極為NSN或者SNS平行排列，並垂直於靶材條1的表面。本產品靶材磁控管外套4上安裝 靶材條1和靶材條外側有靶材條固定塊11，靶材條1成平行相間排列，靶材條1之間互相 交疊，靶材分割為多塊靶材條，並且互相平行排列，主要刻蝕區靶材條可更換，其餘靶材條1 可重複使用，以達到節約靶材的目的；靶材磁控管外套4內部充滿冷卻水可以保證靶材和 永久磁鐵6的充分冷卻，避免永久磁鐵6過熱造成退磁，和靶材過熱導致濺射效率降低；靶材表面為平整面可以儘量避免濺射時的打火現象；內部永久磁鐵6的磁極為NSN或者SNS 平行排列，而不閉合(克服了已有技術平面靶的磁場設計基本為閉合環形設置，磁控管使 用NSN或SNS閉合型磁路，導致靶材表面被濺射部分出現一個環形跑道型刻蝕區1 『)，使 得濺射區域為平行刻蝕區，有利於被濺射部分靶材條的更換，以達到節約靶材的目的，特別 是提高貴金屬靶材如金、銀、鋯等金屬的利用率，降低成本提高經濟效益。所述的靶材屏蔽 罩10與靶材磁控管外套4的連接處安裝絕緣墊12。靶材屏蔽罩10與靶材磁控管外套4的 連接處安裝了絕緣墊12，保證了真空鍍膜的真空室與靶材之間的絕緣和密封效果。所述的 靶材磁控管外套4與靶材條固定塊11由緊固件41相連接，彼此之間更加牢固。所述的靶 材磁控管外套4為U型的鋁合金套。U型鋁合金外套可以保證冷卻水體積大，冷卻面積大， 鋁合金材料相對與不鏽鋼材料冷卻效果好。所述的靶材條1的底部有導磁墊5。在靶材條 1的底部使用了導磁墊5可以有效的約束和傳遞磁場。所述的靶材磁控管外套4與蓋板15 由螺釘相固定。所述的靶材磁控管內磁額固定在伸縮杆17上，伸縮杆17與蓋板15由螺帽 9固定。磁額固定在伸縮杆17上，伸縮杆17能夠移動可以調節靶材表面磁場，以及方便更 換永久磁鐵6和靶材條1。所述的磁額7和永久磁鐵6表面鍍有類金剛石膜，類金剛石膜外 面塗敷有機矽樹脂膜。因永久磁鐵6為釹鐵硼材料，磁額為鐵，兩種材料均易被腐蝕，類金 剛石薄膜和有機矽樹脂薄膜，均為耐腐蝕材料，並且多層保護可以提高其耐腐蝕的能力。類 金剛石膜和有機矽樹脂膜的具體產品為已有技術。
權利要求一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於包括靶材磁控管外套(4)，靶材磁控管外套(4)的底面連接蓋板(15)，蓋板(15)與靶材磁控管外套(4)之間有冷卻水，靶材磁控管外套(4)內部放置磁額(7)，磁額(7)中制有通水孔(8)，磁額(7)上安裝永久磁鐵(6)，靶材磁控管外套(4)上安裝靶材條(1)和靶材條外側有靶材條固定塊(11)，靶材條(1)成平行相間排列，靶材條之間互相交疊，靶材條(1)的表面為平整面，在靶材磁控管外套(4)和靶材條固定塊(11)外有靶材屏蔽罩(10)，靶材磁控管外套(4)內與磁額(7)相連的永久磁鐵(6)的磁極為NSN或者SNS平行排列，並垂直於靶材條(1)的表面。
2.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材屏 蔽罩(10)與靶材磁控管外套⑷的連接處安裝絕緣墊(12)。
3.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材磁 控管外套⑷與靶材條固定塊(11)由緊固件(41)相連接。
4.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材磁 控管外套(4)為U型的鋁合金套。
5.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材條 (1)的底部有導磁墊(5)。
6.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材磁 控管外套(4)與蓋板(15)由螺釘(13)相固定。
7.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的靶材磁 控管內額鐵固定在伸縮杆(17)上，伸縮杆(17)與蓋板(15)由螺帽(9)固定。
8.如權利要求1所述的一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於所述的磁額(7)和永久磁鐵(6)表面鍍有類金剛石膜，類金剛石膜外面塗敷有機矽樹脂膜。
專利摘要一種提高利用率的平面磁控濺射靶，其特徵在於包括靶材磁控管外套，靶材磁控管外套的底面連接蓋板，蓋板與靶材磁控管外套之間有冷卻水，靶材磁控管外套內部放置磁額，磁額中制有通水孔，磁額上安裝永久磁鐵，靶材磁控管外套上安裝靶材條和靶材條外側有靶材條固定塊，靶材條成平行相間排列，靶材條之間互相交疊，靶材條的表面為平整面，在靶材磁控管外套和靶材條固定塊外有靶材屏蔽罩，靶材磁控管外套內與磁額相連的永久磁鐵的磁極為NSN或者SNS平行排列，並垂直於靶材條的表面。
文檔編號C23C14/35GK201598328SQ20092020158
公開日2010年10月6日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者範家秋 申請人:浙江天翀車燈集團有限公司