一種陰極電弧源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種靶材鍍膜技術領域，具體涉及一種陰極電弧源。
【背景技術】
[0002]真空鍍是指在真空條件下，通過蒸發、濺射或離化等方式在產品表面沉積各種金屬和非金屬薄膜的工藝，其主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類型，其中離子鍍中包含目前工業上應用最廣的真空電弧涂鍍技術，該技術主要由鍍膜機上的陰極電弧源實現。其中，電弧源在工作時通過引弧針使靶材起弧，弧斑在靶面快速移動，該技術中陰極表面存在陰極斑點，尺寸小，電流密度高，弧斑所在區域的材料溫度迅速升高到沸點以上，產生強烈蒸發、噴濺和離化，沉積于基體。
[0003]電弧技術對靶材冷卻要求較高，如果不能保證良好的散熱將導致弧源難以維持穩定正常工作。目前，現有技術中的靶材通常設為帶螺紋式結構，其通過螺紋連接與陰極底座固定。
[0004]可以理解，采用上述結構的靶材來進行固定，其會存在以下的缺陷，當采用間接冷卻的方式來對靶材進行冷卻時，由于加工誤差或多次拆卸會使得靶材螺紋與靶座產生微量不匹配，導致靶材無法與銅背板密切接觸，從而造成冷卻效果欠佳，長時間持續工作靶材會發生熔融從而使弧源遭到破壞。當采用直接冷卻的方式來對靶材進行冷卻時，靶材與冷卻水之間無銅背板，螺紋變形或損傷將導致冷卻水由螺紋縫隙中滲入真空腔體內，嚴重時甚至會損壞設備，引發重大事故。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種用于解決上述技術問題的陰極電弧源。
[0006]一種陰極電弧源，包括陰極底座，所述陰極底座的內側壁上螺紋連接有永磁塊，外側壁上通過螺絲固定有法蘭板，且所述法蘭板在陰極底座的外側接裝有陽極筒，其中所述陰極底座與法蘭板、以及陽極筒之間相互絕緣設置；所述陽極筒在背離所述法蘭板的一側裝配有連接柱，并通過該連接柱接裝有陽極罩；所述陰極底座上開設有水冷內腔，并在該水冷內腔的頂壁上通過卡環連接件卡接有靶材，且所述靶材貼合于陰極底座中水冷內腔的頂壁設置；所述頂壁設為具有彈性的隔膜板，并可在水冷內腔水壓的作用下發生形變以貼合靶材。
[0007]優選地，所述隔膜板由金屬銅制備而成，其厚度為lmm-3mm。
[0008]優選地，所述卡環連接件包括靶材卡環公扣與靶材卡環母扣，其中所述靶材卡環母扣通過連接螺釘固定在陰極底座上，并與陰極底座相導通；所述靶材卡環公扣與靶材卡接連接，且與靶材卡環母扣相匹配，以將靶材貼合在所述陰極底座中水冷內腔的隔膜板上。
[0009]優選地，所述靶材卡環公扣與靶材卡環母扣之間卡扣連接。
[0010]優選地，所述靶材卡環母扣的外周面沿其徑向方向向外凸伸有一凸起，所述靶材卡環公扣在面向靶材卡環母扣的一側面上開設有匹配于凸起的凹槽，以將靶材卡環公扣限位在所述靶材卡環母扣上。
[0011]優選地，所述陰極底座的水冷內腔向下分別接裝有進水連接管和出水連接管，所述進水連接管與出水連接管分居在永磁塊的兩側，且該進水連接管的進水開口及出水連接管的出水開口相對于永磁塊背離設置。
[0012]優選地，所述陰極底座與陽極筒之間用高溫絕緣屏蔽環隔離設置，其中所述高溫絕緣屏蔽環由碳化硼材料制備而成。
[0013]優選地，所述陰極底座與法蘭板之間用聚四氟乙烯環進行絕緣設置。
[0014]優選地，所述永磁塊內嵌裝有磁鐵和導磁柱，其中所述導磁柱相對于陰極底座上的靶材平行設置，且與磁鐵相垂直。
[0015]優選地，所述連接柱為陶瓷柱。
[0016]由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
[0017]本發明的陰極電弧源，通過卡環連接件將靶材固定在陰極底座上，且陰極底座中用于對靶材進行冷卻的水冷內腔頂壁設為具有彈性的隔膜板，使其在陰極底座中水冷內腔內冷卻水的壓力和真空吸力的作用下，發生微量變形以確保與靶材充分接觸，這樣就實現了該陰極電弧源在使用過程中對靶材的充分冷卻；同時本發明采用卡環連接件來對靶材進行限位固定，其便于對靶材的更換效率，提高工作效率，且從根本上解決了現有技術中通過螺紋連接對靶材進行固定所帶動的技術問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明較佳實施例所提供的陰極電弧源的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。
[0020]請參閱圖1，本發明較佳實施例所提供的陰極電弧源100，包括陰極底座10、永磁塊20、法蘭板30、陽極筒40、陽極罩50、卡環連接件60以及靶材70。
[0021]所述陰極底座10呈“門框”結構，其內側壁與永磁塊20螺紋連接，外側壁通過螺絲31與法蘭板30裝配固定，而陽極筒40設置在所述陰極底座10的外側，并與法蘭板30固定導通。可以理解，本實施例的陰極底座10與法蘭板30及陽極筒40之間絕緣設置，具體地，可在陽極筒40與陰極底座10之間用高溫絕緣屏蔽環隔離81進行隔離設置，其中所述高溫絕緣屏蔽環81由碳化硼材料制備而成；在陰極底座10與法蘭板30之間用聚四氟乙烯環82進行絕緣設置。所述陽極罩50是通過連接柱51與陽極筒40裝配設置，且所述陽極罩50設置在所述陽極筒40背離所述法蘭板30的一側。進一步地，本實施例的連接柱51為陶瓷柱，且該陶瓷柱裝配至陽極筒40遠離法蘭板30的一側，并用外露在該陽極筒40的部分對陽極罩50進行支撐。
[0022]所述陰極底座10上開設有一水冷內腔11，并可通過用水冷內腔11的頂壁與靶材70貼合，利用熱傳導的原理，將靶材70的熱量通過頂壁傳遞至該陰極底座10中水冷內腔11內導通的冷卻水，亦即實現對靶材70的冷卻作用。本實施例將陰極底座10中水冷內腔11的頂壁設置為具有一定彈性的隔膜板111，且所述隔膜板111可在水冷內腔11內冷卻水的水壓的作用下發生一定的形變，以緊密貼合靶材70，確保靶材70與隔膜板111充分接觸，進而實現了對靶材70的充分冷卻。進一步地，所述隔膜板111由金屬銅制備而成，其厚度為lmm-3mm，在冷卻水的壓力和真空吸力作用下，隔膜板111會發生微量的變形以與革E材70充分接觸并將靶材70牢牢貼合。
[0023]可以理解，所述陰極底座10的水冷內腔11向下分別接裝有進水連接管12和出水連接管13，并通過該進水連接管12往水冷內腔11內導入冷卻水，而冷卻水途經水冷內腔11的隔膜板111，并吸收靶材70上的熱量，然后從出水連接管13將冷卻水導出，實現對陰極底座10中水冷內腔11的冷卻水循環。本實施例的進水連接管12與出水連接管13分居在永磁塊20的兩側，且該進水連接管12的進水開口及出水連接管13的出水開口相對于永磁塊20背離設置，以便于往水冷內腔11內導通冷卻水。
[0024]所述永磁塊20應用在該陰極電弧源100中是用于對裝配至陰極底座10的靶材70進行提供磁場的作用。本實施例的永磁塊20內嵌裝有磁鐵21和導磁柱22，其中所述導磁柱22相