一种线圈电磁挤压式磁过滤装置的制作方法

1.本发明涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种线圈电磁挤压式磁过滤装置。


背景技术：

2.在真空镀膜技术中电弧阴极镀膜技术因其高离化率、高结合强度而备受重视，且在工具、刀具和装饰件表面镀膜领域得到了广泛应用。
3.在工具、刀具和装饰件镀膜过程中，电弧阴极虽然会因大颗粒的现象对膜层性能造成损害，但其损害的程度是可以接受的，但在超高硬度碳膜等的制备技术中，大颗粒会对膜层性能造成严重影响，甚至失去使用价值，于是磁过滤技术被推广和应用。
4.传统的磁过滤技术采用弯管的过滤方式，即等离子体从弯管的一段进入，从另一端出来，然后沉积在工件上。这种过滤装置的特点是等离子体非常集中，不利于低温和大面积沉积。为此，提出一种线圈电磁挤压式磁过滤装置。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于：如何解决传统的磁过滤技术存在的不利于低温和大面积沉积的问题，提供了一种线圈电磁挤压式磁过滤装置。
6.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括电弧阴极、聚焦线圈、安装法兰、偏转室、真空室、偏转挤压组件；所述电弧阴极设置在所述安装法兰上，所述安装法兰与所述偏转室的一端连接，所述偏转室的另一端与所述真空室连通，所述偏转挤压组件设置在所述偏转室与所述真空室的连接处。
7.更进一步地，所述偏转挤压组件包括第一偏转线圈构件、第二偏转线圈构件，所述第一偏转线圈构件包括第一偏转线圈与第一铁芯，所述第一偏转线圈套设在所述第一铁芯的外部，所述第二偏转线圈构件包括第二偏转线圈与第二铁芯，所述第二偏转线圈套设在所述第二铁芯的外部。
8.更进一步地，所述第一铁芯与所述第二铁芯在水平面的投影重合，分别设置在所述偏转室与所述真空室的连接处的两侧，所述第一偏转线圈与所述第二偏转线圈的尺寸规格相同。
9.更进一步地，所述线圈电磁挤压式磁过滤装置还包括聚焦线圈，所述聚焦线圈套设在所述电弧阴极外部，与所述安装法兰连接。
10.更进一步地，通电时所述第一偏转线圈构件、第二偏转线圈构件形成的磁场均与所述聚焦线圈所形成的磁场方向互相垂直。
11.更进一步地，通电时所述第一偏转线圈构件、第二偏转线圈构件形成的磁场方向相反。
12.更进一步地，所述安装法兰与偏转室所成角度为90
°
。
13.更进一步地，所述线圈电磁挤压式磁过滤装置还包括工件转架，所述工件转架设置在所述真空室内部。
14.更进一步地，所述线圈电磁挤压式磁过滤装置还包括真空室门，所述真空室门设置在所述真空室上。
15.本发明相比现有技术具有以下优点：该线圈电磁挤压式磁过滤装置，采用磁挤压的方式，能完成从电弧源阴极至真空室的等离子体的偏转，完成大颗粒的过滤，使传统磁过滤等离子体非常集中的特点会有所改善，有利于大面积和均匀沉积；并且在完成膜层沉积时，工件转架具有很大的自由设计空间，不被磁控过滤弯管的位置所限制，值得被推广使用。
附图说明
16.图1是本发明实施例中线圈电磁挤压式磁过滤装置整体结构示意图；
17.图2是图1的a
‑
a向剖视图。
具体实施方式
18.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
19.如图1、2所示，本实施例提供一种技术方案：一种线圈电磁挤压式磁过滤装置，包括电弧阴极1、聚焦线圈2，安装电弧阴极1的安装法兰3、偏转室4、第一偏转线圈5、第二偏转线圈6、真空室7、工件转架8和铁芯10。
20.在本实施例中，所述电弧阴极1固定安装在安装法兰3上。
21.在本实施例中，所述聚焦线圈2套设在电弧阴极1外部，通电时能改变垂直电弧阴极1靶面的磁场。
22.在本实施例中，所述第一偏转线圈5和第二偏转线圈6固定在偏转室4的上下两端面上，用于产生与聚焦线圈2通电时所形成的磁场方向互相垂直的磁场。
23.在本实施例中，所述偏转室4和电弧阴极安装法兰3固定连接。
24.在本实施例中，所述真空室7和偏转室4固定连接并连通，用于组成等离子体路径通道。
25.在本实施例中，所述工件转架8设置于真空室7内，通过真空室7底部传入一个旋转作用，使工件转架8如图1箭头所示方向(或反方向)旋转，完成工件转架8上待镀件的均匀沉积；
26.在本实施例中，虚线圆9是第一偏转线圈5和第二偏转线圈6水平面上的投影；所述铁芯10固定于第一偏转线圈5、第二偏转线圈6的内部。
27.在本实施例中，所述聚焦线圈2、第一偏转线圈5、第二偏转线圈6通电时形成的磁场中n极或s极均指向偏转室4。即所述第一偏转线圈5和第二偏转线圈6通电时形成的磁场方向相反，即第一偏转线圈5磁场上方为n极下方为s极时，所述第二偏转线圈6上方对应为s极，下方对应为n极，所述聚焦线圈2指向偏转室4的磁场方向为s极；或者磁路方向相反。
28.在本实施例中，所述安装法兰3与偏转室4所成角度为90
°
。
29.在本实施例中，所述真空室7上设置真空室门，用于方便取放待镀工件。
30.工作原理：ti过滤沉积，具体过程如下：
31.1、将待镀工件化学清洗后，装载至工件转架8；
32.2、将工件转架8装载至真空室7；
33.3、开启聚焦线圈2，磁密约为70g左右(该磁场的大小和电弧阴极磁场会产生综合作用，因阴极磁场设计结果，有时需要变更)；
34.4、开启第一偏转线圈5和第二偏转线圈6，磁通量约为1200g，偏转线圈内部的磁密约为150g；第一偏转线圈5、第二偏转线圈6和聚焦线圈2的磁场方向互相垂直，且n极均指向偏转室4；
35.5、待真空度和温度条件到达工艺条件时，开启电弧阴极1；
36.6、从电弧阴极1出发的等离子体会沿电弧阴极安装法兰3进入偏转室4，然后完成90
°
偏转，进入真空室7；
37.7、如果必要，按照图1所示x方向和y方向同步移动第一线圈偏转构件和第二线圈偏转构件，从而使第一偏转线圈5、第二偏转线圈6和聚焦线圈2的磁场形成更好的配合，达到更好的弧光偏转效果；
38.8、偏转的弧光达到工件转架8，实现过滤后膜层的沉积；
39.9、按照工艺要求，完成膜层沉积；
40.10、关闭电弧阴极1；
41.11、断开第一偏转线圈5和第二偏转线圈6的电源，断开聚焦线圈2的电源；
42.12、等真空室7降温至工艺要求的真空室门开启温度时，开启真空室门，取下工件；
43.13、工件包装。
44.综上所述，上述实施例的线圈电磁挤压式磁过滤装置，采用磁挤压的方式，能完成从电源阴极至真空室的等离子体的偏转，完成大颗粒的过滤，使传统磁过滤等离子体非常集中的特点会有所改善，有利于大面积和均匀沉积；并且在完成膜层沉积时，工件转架具有很大的自由设计空间，不被磁控过滤弯管的位置所限制，值得被推广使用。
45.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。