專利名稱：一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的受控電弧的陰極弧斑在管狀陰極圓柱表面上做受控往復運動，其運 動的驅動根源是，根據(jù)弧回路電壓最小值原理，電弧總會從回路電壓高的一端移向回路電 壓低的一端，即與弧電源接通點最近的一端，其結果是通過交替程序地通斷管狀陰極兩端 的弧電源，就會控制電弧受控往復運動，使陰極材料均勻蒸發(fā)和電離，該技術領域屬于真空 物理氣相沉積領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的真空物理氣相沉積設備，很多采用筒狀立式，現(xiàn)有的技術方案一種是矩形 平面陰極電弧等離子體蒸發(fā)離化源，多臺安裝在筒狀立式真空鍍膜室的室壁母線上，鍍膜 時可同時向筒中心蒸發(fā)。見專利號CN 200320127771. 4，顯然這些發(fā)明電弧弧斑不受控，與本發(fā)明的受控原 理根本不同。另一種是帶有線圈磁控和管狀陰極端部電弧傳感器的低溫真空電弧沉積裝置，見 US 5269898，顯然它受線圈磁場和傳感器以及電子線路控制陰極弧斑的螺旋線運動，而本 發(fā)明是利用弧回路電壓最小值原理使弧斑在管狀陰極兩端間作線性往復運動，原理上根本 不同。再一種是專利CN 94102867. 4，旋轉磁控柱狀陰極電弧源，其管狀陰極內(nèi)安裝平行 于軸線的數(shù)根條形磁鋼、磁鋼整體做旋轉運動，顯然與本發(fā)明原理不同。經(jīng)專利局文獻查詢以及網(wǎng)上查詢，未發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所采用的弧回路電壓最小值原理 的蒸發(fā)離化源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)存有關技術的技術方案的不足，其不足之處是要采 用較復雜的硬設備或采用復雜的電子路線才能實現(xiàn)其專利目標，本發(fā)明專利的技術方案既 簡單，又有創(chuàng)新性，又應用了電弧等離子體物理的弧回路電壓最小值原理，電弧在本發(fā)明的 方法規(guī)定下，能實現(xiàn)自動地在管狀陰極表面做往復運動，當管狀陰極圍繞其軸線轉動，從而 使往復運動的弧斑線均勻燒蝕蒸發(fā)或電離陰極材料。為什么沿管狀陰極表面兩端之間，陰極弧斑能做兩端間往復運動，為了方便，明確 起見，以后兩端中某一端稱A端，則另一端稱B端，其原理是管狀陰極本身在其長度方向有 一定的電阻，由于在管狀陰極兩端設置兩個電子開關和兩個電弧電源，假如當經(jīng)過A端一 個電子開關陰極接入電弧電源后，陰極與陽極之間引燃電弧，那時B端呈斷開狀態(tài)的電子 開關馬上閉合，連接B端的電弧電源，這時陰極B端到對面陽極的弧回路電壓會比陰極A端 到其對面陽極的弧回路電壓低，而這時A端的電子開關瞬即斷開，所以電弧會從A端向B端 移動，適當控制A、B端兩電子開關的通、斷頻率，即可實現(xiàn)電弧在A、B端間往復運動。為了實現(xiàn)管狀陰極向某一個方向蒸發(fā)發(fā)射，可在某不需要發(fā)射的方向用屏蔽罩遮擋，則在另一需要發(fā)射的方向上進行定向蒸發(fā)。 根據(jù)實際經(jīng)驗，遮擋角度在180° 320°之間。


附圖1管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源示意圖
圖中1表示管狀陰極
圖中2表示真空鍍膜室室壁作陽極
圖中3表示屏蔽罩
圖中4表示管狀陰極A端所接的電弧電源
圖中5表示連接A端弧電源的可控開關
圖中6表示管狀陰極B端所接的電弧電源
圖中7表示連接B端弧電源的可控開關
圖中8表示真空抽氣口
具體實施例方式本說明所涉及的一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，已納入到公司新型 低溫電弧離子鍍膜機的設計中。以下結合附圖，說明
具體實施例方式圖1為管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化 源示意圖，真空鍍膜室2，由真空抽氣口 8處抽真空，室內(nèi)的管狀陰極A端經(jīng)過可控開關5連 接弧電源4，當與陽極2之間引燃電弧后，通過可控開關7連接弧電源6，同時斷開可控開關 5，此時，由于弧回路電壓最小值應在管狀陰極B端，于是電弧A端向B端運動，待快到B端 極限位置時，開關7斷開，開關5接通，這時弧回路電壓最小值應在管狀陰極A端，于是電弧 由B端向A端運動，這樣周而復始，造成電弧有序往復運動，則可使管狀陰極的表面材料被 電弧蒸發(fā)和電離。
權利要求
1.一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，其特征是在真空鍍膜室內(nèi)，圍繞軸線 旋轉的管狀陰極的兩端，經(jīng)過可控開關各接入一個電弧電源，與陽極之間引燃電弧后，通過 開關的控制，當一個弧電源接通時，另一個弧電源斷開，再切換到另一個電源接通時，則原 來一個弧電源斷開。交替有序地控制這兩個開關，使電弧有序地從這一端向那一端之間做 往復運動，即可使管狀電弧陰極的表面材料蒸發(fā)和電離。
2.根據(jù)權利要求1所述，一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，其特征是所采 用的開關是電子開關，可按程序自動控制其快速開啟和關閉。
3.根據(jù)權利要求1所述，一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，其特征是所述 的電弧電源是具有下降外特性的直流電源，空載電壓大于50V，電流在20 400A之間。
4.根據(jù)權利要求1所述，一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，其特征是所述 的管狀陰極材料采用的是金屬及其合金。
5.根據(jù)權利要求1所述，一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，其特征是管狀 陰極一個方向用屏蔽罩遮擋，電弧放電在另一個方向進行，實現(xiàn)定向蒸發(fā)。
6.根據(jù)權利要求1和權利要求5所述，蒸發(fā)源的屏蔽罩的特征是屏蔽罩的遮擋的角度 在180° 320°之間。
全文摘要
一種管狀陰極受控電弧等離子體蒸發(fā)離化源，在真空鍍膜室內(nèi)，圍繞軸線旋轉的管狀陰極的兩端，經(jīng)過可控開關各接入一個電弧電源，當某一開關與弧電源接通，陰極與陽極之間引燃電弧，通過開關的控制，當一個弧電源接通時，另一個弧電源斷開，再切換到另一個電源接通時，則原來那個弧電源斷開。交替有序的控制這兩個開關，使電弧有序地在兩端之間做往復運動，并使管狀陰極的表面材料蒸發(fā)和電離。
文檔編號C23C14/32GK102102178SQ20101013887
公開日2011年6月22日 申請日期2010年4月6日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者王殿儒 申請人:王殿儒