專利名稱：新型永磁控平面陰極電弧源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型永磁控平面陰極電弧源，應用于真空蒸發鍍、多弧離子鍍、多弧離子滲金屬領域。
在多弧離子鍍、多弧離子滲金屬領域中均采用發射冷場致電弧的陰極電弧源。磁場可以控制陰極電弧的運動，目前有兩種磁控方式的陰極電弧源一種是永磁控型小弧源，一般弧源靶材的直徑為50mm-100mm，靶材后面配置永磁體做的磁環、磁柱或磁環與磁柱的復合磁體，如CN 89200444.4、US 3,793,179，3,625,848等。
圖1為永磁控小弧源結構示意圖。由于靶材直徑小，鍍膜厚度均勻區小；另一種是電磁控大弧源，靶材的尺寸為寬100mm-300mm，長300mm-1500mm，靶材后面配置電磁線圈，如CN 90100946.6，采用控制電磁線圈電流的方法，控制電弧斑在靶面上由小環到大環周期變化，使靶材燒蝕均勻，實現沿大弧源長度方向鍍膜厚度的均勻分布，圖2為電磁控矩形大弧源結構示意圖。但這種弧源需一套控制電路，而且要配備多個電磁線圈不斷更替使用，靶材才能做到真正的均勻燒蝕，使靶材得到充分的利用。
本發明的目的是提供一種新型永磁控平面陰極電弧源，它可以省去矩形平面大弧源中設置的多個電磁線圈的配備，省去電磁控制電路。
本發明是這樣實現的，新型永磁控平面陰極電弧源由矩形平板狀的靶材(1)、陰極電弧源靶座(2)、條形永磁體(3)組成。其特征是在矩形大平面陰極電弧源靶材后面配置條形永磁體，相鄰永磁體的磁極性相反，按N-S交替布置。永磁體可以排布呈直條形，也可以是曲線形或折線形。引燃冷場致電弧放電后，電弧斑呈與靶材等長的直條形長斑，也可以呈曲線形或折線形長斑。為了消除靶材上的條形燒蝕溝槽，只要定時將條形永磁體移動一定的距離，便可以使靶材得到均勻地燒蝕，從而使靶材得到充分的利用。而且使安裝這種新型永磁控平面陰極電弧源的多弧離子鍍膜機的結構簡單，操作簡便。
圖3為本發明的實施例，在矩形平板狀靶材后面安裝條形永磁體，永磁體沿靶材長度方向布置成直條形、曲線形或折線形。相鄰永磁體的磁極性按N-S交替排列。電弧斑呈與靶材等長的直條形長斑，也可以是呈曲線形或折線形長斑。
圖4為安裝新型永磁控平面陰極電弧源的多弧離子鍍膜機實施例簡圖。這種多弧離子鍍膜機由新型永磁控陰極電弧源的平板狀靶材(1)、陰極電弧源座(2)、條形永磁體(3)、鍍膜室(4)、真空系統(5)、工件轉架(6)。進氣系統(7)、弧源電源(8)、工件偏壓電源(9)、引弧針系統(10)組成。一臺多弧離子鍍膜機中可以安裝一個，也可以安裝多個新型永磁控平面陰極電弧源。下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
新型永磁控平面陰極電弧源安裝在鍍膜室的側壁，也可以安裝在鍍膜室的頂部或底座上。弧源靶材可以是鈦板、鋁板、不銹鋼板等。在鍍氮化鈦時選用鈦板做靶材。首先將鍍膜室的真空度抽至高真空，充入氬氣，工件施加高偏壓，開啟工件轉動機構，用引弧針引燃弧光放電后，從陰極發射出高密度的電子流、蒸發出高密度的鈦金屬蒸氣流、在陰極附近產生非彈性碰幢，得到高密度的鈦離子流。鈦離子在工件負偏壓的作用下，對工件進行離子轟擊凈化、離子轟擊加熱。工件到達一定溫度后，改通氮氣，在工件上獲得氮化鈦涂層。由于弧斑與工件轉架長度相近，因此鍍膜厚度均勻區大。只需定時移動永磁體便可以實現靶材的均勻燒蝕。設備結構簡單、操作簡便。適用于真空蒸發鍍、多弧離子鍍、多弧離子滲金屬領域。
權利要求
1.一種新型永磁控平面陰極電弧源，由矩形平板狀靶材、陰極電弧源靶座、條形永磁體組成，其特征是在矩形大平面陰極電弧源靶材后面配置條形永磁體，永磁體可以排布呈直條形、曲線形或折線形，相鄰永磁體的磁極性相反，按N-S交替布置，電弧斑呈直條形、曲線形或折線形，定時將永磁體移動一定距離，便可以使靶材均勻燒蝕。
2.根據權利要求1所述的新型永磁控平面陰極電弧源，其特征在于條形永磁體沿靶材長度方向布置成直條形，相鄰永磁體的磁極性按N-S交替排列，電弧斑呈與靶材等長的直條形長斑。
3.根據權利要求1所述的新型永磁控平面陰極電弧源，其特征在于條形永磁體沿靶材長度方向布置成曲線形，相鄰永磁體的磁極性按N-S交替排列，電弧斑呈曲線形的長斑。
4.根據權利要求1所述的新型永磁控平面陰極電弧源，其特征在于條形永磁體沿靶材長度方向布置成折線形，電弧斑呈折線形長斑。
全文摘要
本發明是新型永磁控平面陰極電弧源，由矩形平板狀靶材、陰極電弧源靶座、條形永磁體組成。其特征是在矩形大平面陰極電弧源靶材后面配置條形永磁體，相鄰永磁體的磁極性相反，按N-S交替布置。電弧斑呈直條形、曲線形或折線形長斑。只要定時移動條型永磁體，便可以實現靶材的均勻燒蝕。使安裝新型永磁控平面陰極電弧源的多弧離子鍍膜機的結構簡單、操作簡便，適用于真空蒸發鍍、多弧離子鍍和多弧離子滲金屬領域。
文檔編號C23C14/35GK1157335SQ96101139
公開日1997年8月20日 申請日期1996年2月13日 優先權日1996年2月13日
發明者王福貞 申請人:王福貞