中央电弧离子镀蒸镀装置的制作方法

本发明涉及一种中央电弧离子镀蒸镀装置。

背景技术：

1、物理气相沉积(pvd,physical vapour deposition)-溅射装置是利用以下现象，在材料表面(基板)涂布薄膜的装置：当被加速的高能粒子(大部分为因电场加速的离子)与固体表面(目标)相撞时，固体表面的原子或分子吸收撞击的高能粒子的动量而具有其动量，向固体表面外溅出。并且，根据发生辉光放电的方法，pvd-溅射大体上分为直流电源(dc,direct current)溅射和射频(rf,radio frequency)溅射。dc溅射是指相隔约5～15cm左右平行布置阴极和阳极，然后，在其间，使用直流电源引发辉光放电，使这里生成的等离子体中ar+离子加速撞击阴极，致使目标物质溅射的方法。rf溅射是用射频代替直流电源，蒸镀绝缘体的方法。

2、并且，pvd-离子镀是指使一部分生成的蒸镀原子或分子实现离子化，在电场中进行加速而形成高能状态，并将其吸附到置于真空中的基板上，以形成薄膜的方法。pvd-离子镀可以使碰撞能量混合蒸镀粒子，紧致且强度高的优异薄膜，对于材料的表面固化非常有效，因此，主要用于钻尖或锯刃等工具钢的耐磨涂层等。

3、如上所述，已经开发出了多种方式的蒸镀技术，根据蒸镀对象的种类及其特性，正在应用多种方式蒸镀技术中任一种。其中之一的电弧离子镀技术介绍了沿着位于腔室正中央的钛、锆、铬等水冷式管道型目标，上下放电高电流电弧的中央型蒸镀装备(韩国公开专利公报第10-2022-0114676号，韩国注册专利公报第1020773号、韩国注册专利公报第1618209号、韩国注册专利公报第2203825号、韩国注册专利公报第0642175号、美国注册专利公报第5269898号、美国公开专利公报第2005-0044500号、日本注册专利公报第5167282号、日本注册专利公报第5847054号)。该电弧具有以下特征：在等离子体状态下，会蒸发目标的物质，将离子化的原子飞溅到涂层对象，当输入偏置电压时，使离子化原子的蒸镀速度加快。并且，根据涂层方法，将反应性气体，即，氮、氧、乙炔引入腔室，形成氮化物、氧化物、碳化物等薄膜。该气体与离子化原子反应，实现具有多种涂层特性的颜色。

4、但，中央式蒸镀装备的结构特征在于，多个夹具围绕着位于中央的电极，控制来自电极的离子在置于多个夹具的蒸镀目标物的表面均匀移动。为了解决该问题，传统技术(韩国注册专利公报第0879380号、韩国注册专利公报第2118319号、韩国注册专利公报第1718094号)可自传地组成夹具装置，或者，将置于夹具装置的蒸镀目标物进行转动或者改变位置。但，其弊端在于，需要根据蒸镀目标物的种类或大小，重新设计适合其的夹具装置，并且，仅仅通过夹具装置的空转或者蒸镀目标物的转动方式，无法获得高品质的均匀涂层，因此，认为上述弊端是技术难题。

5、对比，韩国注册专利公报第1766204号揭示了围绕阴极电极的屏幕。该屏幕去除巨大粒子。另外，美国公开专利公报第2005-0044500号揭示了邻近阳极设置屏幕，通过控制屏幕位置来控制粒子通量的技术。这种技术虽然防止蒸镀目标物上蒸镀巨大粒子，但，不保证蒸镀目标物的表面获得均匀的涂层。

6、【先行技术文献】

7、【专利文献】

8、(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2022-0114676号

9、(专利文献2)韩国注册专利公报第1020773号

10、(专利文献3)韩国注册专利公报第1618209号

11、(专利文献4)韩国注册专利公报第2203825号

12、(专利文献5)韩国注册专利公报第0642175号

13、(专利文献6)美国注册专利公报第5269898号

14、(专利文献7)美国公开专利公报第2005-0044500号

15、(专利文献8)日本注册专利公报第5167282号

16、(专利文献9)日本注册专利公报第5847054号

17、(专利文献10)韩国注册专利公报0879380号

18、(专利文献11)韩国注册专利公报2118319号

19、(专利文献12)韩国注册专利公报1718094号

20、(专利文献13)韩国注册专利公报1766204号

技术实现思路

1、所要解决的课题

2、本发明提供一种中央电弧离子镀蒸镀装置，该中央电弧离子镀蒸镀装置在蒸镀目标物上形成涂层，并根据蒸镀目标物的种类，控制涂层物质的移动，从而制备出具有高品质涂层的蒸镀目标物。

3、本发明提供一种解决以下技术问题的中央电弧离子镀蒸镀装置：蒸镀装置的真空腔室内部通入多种工艺气体，各种工艺气体通过供气喷嘴输送到真空腔室内之后，在真空腔室内部进行混合时，不仅真空腔室内部的工艺气体不能均匀混合，也难以均匀分布，致使难以按照愿望调节蒸镀颜色。

4、本发明提供一种防止目标部件过热，以解决以下问题的中央电弧离子镀蒸镀装置：蒸镀装置的目标部件过热时，会使目标部件的电阻增加，此时，即使为发生电弧供电，目标部件的金属原子释放也不顺利。

5、课题解决方案

6、实施例提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，

7、包括：

8、真空腔室；

9、圆柱形目标部件，其上下配置在所述真空腔室的中心部并接受供电，释放目标物质；

10、喷气手段，其将输送工艺气体的气体输送部输送的所述工艺气体喷入所述真空腔室内，以便于在所述真空腔室内生成等离子体；

11、掩膜装置，其设置在所述喷气手段上，控制所述目标物质和所述工艺气体的扩散；以及

12、冷却手段，其配置在所述目标部件上，防止所述目标部件的过热，

13、所述冷却手段包括：

14、导向管，其配置在形成于所述目标部件内的中空；

15、支撑架，其配置在所述目标部件的一侧端，与所述导向管锁紧；

16、注入口，其形成于所述支撑架，以便于将冷却水注入到所述导向管与目标部件之间；

17、排出口，其形成于支撑架，以使所述注入的冷却水沿着所述导向管的内侧移动之后，排出到外部。

18、另一方面，提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，所述掩膜装置包括可变更大小的扩张型掩膜部。

19、另一方面，提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，所述掩膜装置进一步包括转动部，该转动部使所述喷气手段与所述扩张型掩膜部相连，以给定角度转动所述扩张型掩膜部。

20、另一方面，提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，所述喷气手段具备气体排出部，该气体排出部具备：

21、第一排出管，其沿着长度方向形成有多个第一喷射孔，以便于从一端的所述气体输送手段接收所述工艺气体喷入所述真空腔室，并且，从所述目标部件沿着径向相隔一定间距地上下配置在所述真空腔室；

22、第二排出管，其与所述第一排出管相隔一定间距而形成空间地收纳所述第一排出管，以便于容纳所述第一喷射孔喷射的所述工业气体，并且，沿着所述第一喷射孔反方向的长度方向形成有多个第二喷射孔，以便于将所述容纳的工业气体排入所述真空腔室。

23、另一方面，提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，所述扩张型掩膜部依据大小的变更，覆盖多个所述第一喷射孔中至少一部分。

24、另一方面，提供一种中央电弧离子镀蒸镀装备，其中，进一步包括冷却手段，该冷却手段形成有将冷却水输送至所述目标部件内的注入口以及排出所述目标部件内的所述冷却水的排出口，并且，具备承托所述目标部件的下端的支撑架，以使所述目标部件上下配置在所述真空腔室的中心部。

25、又另一方面，中央电弧离子镀蒸镀装置包括真空腔室、圆柱形目标部件、触发器、气体输送手段、喷气手段、斑点阻断部及控制部。所述真空腔室具备排气口，将内部抽成真空。所述目标部件上下配置在所述真空腔室的中心部，接收电源，释放目标物质。所述触发器在所述目标部件上生成电弧斑点。所述气体输送手段具备：多个气体输送部，其分别输送各种工艺气体，以便于在所述真空腔室内生成等离子体；气体混合部，其用于混合所述气体输送部输送的各种工艺气体，从而将所述气体混合部混合的工艺气体输送至真空腔室。所述喷气手段接收所述气体输送手段输送的所述工艺气体，喷入所述真空腔室。所述斑点阻断部分别装配在所述目标部件的上部和下部，限制所述电弧斑点的移动范围。所述控制部控制控制通入所述目标部件的电源。

26、另一方面，优选地，中央电弧离子镀蒸镀装置的所述喷气手段具备气体排出部，该气体排出部具备：

27、第一排出管，其沿着长度方向形成有多个第一喷射孔，以便于从一端的所述气体输送手段接收所述工艺气体喷入所述真空腔室，并且，从所述目标部件沿着径向相隔一定间距地上下配置在所述真空腔室；

28、第二排出管，其与所述第一排出管相隔一定间距而形成空间地收纳所述第一排出管，以便于容纳所述第一喷射孔喷射的所述工业气体，并且，沿着所述第一喷射孔反方向的长度方向形成有多个第二喷射孔，以便于将所述容纳的工业气体排入所述真空腔室。

29、另一方面，优选地，中央电弧离子镀蒸镀装置的所述喷气手段沿着所述目标部件的圆周方向具备多个。此时，所述气体输送手段将所述工艺气体从上端输送至任一所述喷气手段的第一排出管，从下端输送至相邻的另外所述喷气手段的第一排出管。

30、另一方面，优选地，中央电弧离子镀蒸镀装置的所述第二排出管中，所述第二喷射孔的朝向为所述排气口的反方向，以使所述工艺气体朝着所述排气口的反方向排出。

31、另一方面，中央电弧离子镀蒸镀装置包括真空腔室、中空圆柱形目标部件、冷却手段、触发器、喷气手段、斑点阻断部和控制部。所述真空腔室将内部抽成真空。所述中空圆柱形目标部件具有一定的厚度，配置在所述真空腔室内，并且，下端开放，以便于接收电源释放目标物质。所述冷却手段形成有将冷却水输送至所述目标部件内的注入口以及排出所述目标部件内的所述冷却水的排出口，并且，具备承托所述目标部件的下端的支撑架，以使所述目标部件上下配置在所述真空腔室的中心部。所述触发器在所述目标部件生成电弧斑点。所述喷气手段将工艺气体喷入所述真空腔室，以便于在所述真空腔室内生成等离子体。所述斑点阻断部分别装配在所述目标部件的上部和下部，限制所述电弧斑点的移动范围。所述控制部控制通入所述目标部件的电源。

32、另一方面，优选地，中央电弧离子镀蒸镀装置的所述冷却手段两端开放，并且，为了在所述目标部件内，引导经由所述注入口流入的冷却水流入一端，且通过另一端经由所述排出口排出，进一步具备：所述另一端包绕所述排出口地竖向装配在所述目标部件内的导向管。

33、另一方面，中央电弧离子镀蒸镀装置的所述支撑架中，优选地，所述排出口沿着径向形成于所述支撑架的中央部，以使所述冷却水流入所述目标部件的外周部，排入中央，而所述注入口沿着径向与所述排出口相隔一定间距。此时，所述导向管中，所述注入口位于所述导向管的外部，以使流入所述注入口的冷却水沿着外周面流动而流入内周面，经由所述排出口排出。

34、发明效果

35、实施例提供的中央电弧离子镀蒸镀装置可以在蒸镀目标物伤形成均匀的涂层，并根据蒸镀目标物的种类控制物质的移动，从而制备出具有高品质涂层的蒸镀目标物。

36、实施例在气体输送手段混合工艺气体，而混合的工艺气体通过沿着喷气手段长度方向形成的第二喷射孔喷入真空腔室内。由此，不仅在真空腔室内均匀混合工艺气体，还可以实现均匀分布。因此，容易实现蒸镀基板的颜色调节和厚度调节。

37、实施例通过支撑架，将冷却水输送至目标部件内并排出。因此，即使目标部件被加热，也可以由冷却水将目标部件冷却，由此，防止目标部件过热。因此，可以在目标部件保持金属原子的释放效率。