一种磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备及镀膜方法与流程

技术特征：
1.一种磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，包括一个或一个以上数目的磁场导向的真空弧磁过滤装置、弧源组件（2）和真空镀膜腔室（3），真空弧磁过滤装置，包括过滤管道（1），所述过滤管道（1）两端分别为用于安装弧源组件（2）的入口端和用于与真空镀膜腔室（3）相连接的供离子离开过滤管道（1）的出口端;弧源组件（2）设置于过滤管道（1）的入口端；真空镀膜腔室（3）设置有一个或一个以上数目的可与真空弧磁过滤装置出口端连接的法兰口；设置有一组及以上数目的可沉积金属或化合物的沉积源；设置有等离子清洗装置；设置有可加载生产物料的转动夹盘；设置有可加载偏压的偏压电源；其特征在于：所述过滤管道（1）的中心线为直线，所述过滤管道（1）内腔设有用于挡下大颗粒的具有悬浮电位的挡板（4），所述挡板（4）的中心位于所述过滤管道（1）的中心线上，所述挡板（4）与过滤管道（1）内壁之间和/或挡板（4）中间设有用于供离子通过的通道（6），所述过滤管道（1）上设有用于导引离子运动方向的线圈模组，所述线圈模组包括用于导引离子运动方向使弧源组件（2）产生的离子通过通道（6）的第一线圈模组（7）；所述过滤管道（1）接近出口端处设置有磁场发生装置（5）； 所述磁场发生装置（5）用于在过滤管道（1）中形成沿x轴方向的可调平行磁场或沿x轴方向的可调平行磁场和沿y轴方向的可调平行磁场组成的复合磁场或可调旋转磁场。2.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述磁场发生装置（5）包括铁芯磁轭（501），所述铁芯磁轭（501）上设有相差一定均匀角度、相互通过连接部连接在一起的沿同一圆周均匀分布的若干个磁极（504），所述磁极数量为4n或6n，n≥1；每个所述磁极（504）上均绕线形成独立控制的若干个线圈绕组；或，相邻磁极（504）之间的连接部上均绕线形成独立控制的若干个线圈绕组；或，在相邻磁极（504）之间的凹槽（502）中分别嵌设一个线圈绕组；若磁极数量为4n，则所述线圈绕组采用相位差90
°
的两相可调交流电激励；若磁极数量为6n，则所述线圈绕组采用相位差120
°
的三相可调交流电激励。3.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述磁场发生装置（5）包括铁芯磁轭（501），所述铁芯磁轭（501）上设有一对用于形成在过滤管道（1）出口端形成沿x轴方向的平行磁场的绕组线圈，所述铁芯磁轭（501）开设有一对相对设置的凹槽（502）使铁芯磁轭（501）上形成两个用于绕线形成绕组线圈的线圈骨架（503）。4.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述铁芯磁轭（501）包括四个沿同一圆周均匀分布的4个磁极（504）以及连接在相邻磁极（504）之间的连接杆（505），所述磁极（504）或连接杆（505）上分别绕线形成绕组线圈。5.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述过滤管道（1）包括内层壳体（101）和设置在内层壳体（101）外的冷却外壳体，所述冷却外壳体内设有冷却水腔室（102），所述线圈模组和磁场发生装置（5）均固定在冷却外壳体的外壁；所述冷却外壳体包括内外套接且两者之间相隔一定间距的第一冷却壳体（103）和第二冷却壳体（104），所述第一冷却壳体（103）和第二冷却壳体（104）两端之间分别通过入口端法兰（105）和出口端法兰（106）连接封闭形成冷却水腔室（102）；所述第一冷却壳体（103）和
第二冷却壳体（104）之间局部设有连接筋条（107）。6.根据权利要求5所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述挡板为以下a~f中的任一种结构：a.所述挡板为一平面板状 ，且所述挡板至少部分环周壁与过滤管道（1）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6）；b. 所述挡板为一对称型折面板，且所述挡板至少部分环周壁与过滤管道（1）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6）；c. 所述挡板为一对称型曲面板，且所述挡板至少部分环周与过滤管道（1）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6）；d. 所述挡板为双角度搭接百叶窗型组件，其包括若干与过滤管道（1）的中心线之间倾斜角度为α的第一单元板和与过滤管道（1）的中心线之间倾斜角度为β的第二单元板交替连接组成，且所述挡板至少部分环周与过滤管道（1）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6）；e. 所述挡板为多层叶片互相错位遮挡组件，其包括若干单元板，且若干单元板沿过滤管道（1）的中心线方向呈至少两层设置，一层中设有至少一个单元板，且一层单元板之间和/或与过滤管道（1）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6），以及每层所形成的通道于沿过滤管道（1）的中心线方向被其它一层单元板或多层单元板组合形成遮挡；；f. 所述挡板为单层叶片互相错位遮挡组件，其包括若干与过滤管道（1）的中心线之间倾斜角度为α的单元板，若干单元板之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道（6），以及相邻单元板于沿过滤管道的中心线方向形成相互遮挡。7.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述第一线圈模组（7）包含有若干个贴合过滤管道（1）所绕制的单相线圈，且单相线圈内部磁场强度不低于20高斯。8.根据权利要求1所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述线圈模组包括用于导引离子运动方向使弧源组件（2）产生的离子向远离过滤管道（1）的中心线方向偏移的第一线圈模组（7）；所述第一线圈模组7由多个线圈组成时，每个线圈的电流方向相同，其磁场极性方向相同，磁场强度可以逐渐增强；所述线圈模组包括用于导引离子运动方向使通过通道（6）的离子向趋近过滤管道（1）的中心线方向偏移的第二线圈模组（8）。9.根据权利要求8所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备，其特征在于：所述电磁线圈电源包含单相线圈电源、双相交流电源、三相交流电源；其中单相线圈电源为多波形脉冲电源，其电压波形频率可调；双相交流电源及三相交流电源为电压正负值及频率可调的交流电源。10.一种磁场导向过滤的真空沉积镀膜方法，其特征在于：其采用如权利要求1-9任一项所述的磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备进行镀膜，弧源组件（2）通电产生的离子通过过滤管道（1）并从过滤管道（1）的出口端进入真空镀膜腔室（3），所述磁场发生装置（5）用于在过滤管道（1）中形成沿x轴方向的可调平行磁场或沿x轴方向的可调平行磁场和沿y轴方向的可调平行磁场组成的复合磁场或可调旋转磁场，使在一端时间内从过滤管道（1）的出
口端进入真空镀膜腔室（3）的离子的偏转方向不断发生变化在真空镀膜腔室（3）内形成面积可调的沉积有效区。

技术总结
本发明属于真空镀膜设备技术领域，具体涉及一种磁场导向过滤的真空沉积镀膜设备及镀膜方法，包括一个或一个以上数目的磁场导向的真空弧磁过滤装置、弧源组件和真空镀膜腔室。本发明所使用的真空弧磁过滤装置采用直管状的过滤管道，其过滤的原理为采用挡板挡住大颗粒，而带电的离子则在第一线圈模组所形成的磁场作用下偏离过滤管道的中心线通过挡板与过滤管道内壁之间通道，其相比背景技术中所述的常规过滤装置所需的占用空间大大缩小，另外，在可调平行磁场或可调复合磁场或可调旋转磁场的作用下，可使离开过滤管道的离子束发生偏移，且偏移角度可调，因此，可大大增大一段时间内的沉积镀膜面积。内的沉积镀膜面积。内的沉积镀膜面积。


技术研发人员：郎文昌 刘俊红 徐峰 李多生 刘伟
受保护的技术使用者：苏州艾钛科纳米科技有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/4/12