一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头及其工作方法与流程

本发明涉及一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头及其工作方法。

背景技术：

1、端头是真空磁控溅射镀膜旋转阴极的核心部件，主要分驱动和水电两部分功能。驱动部分主要是通过电机带动端头主轴旋转从而带动靶材不断旋转。水电部分分为水冷和导电两部分，水冷则是从外部将冷却水通过端头传送到靶筒内部进行循环冷却，导电则是通过端头给靶材通电使靶材气化成原子沉积到基体表面。

2、目前所使用的端头结构尺寸固定，在特殊腔体条件下，常规端头尺寸难以满足要求。为此，需要缩减外形尺寸来适应特殊腔体使用条件。此外，常规端头内部缺乏绝缘结构，导致外壳体带电，可能引发放电现象，并有可能直接与腔体导通并烧毁。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是为了提供一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头及其工作方法，以解决上述背景中提出的问题。

2、本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

3、一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，包括主轴，所述主轴内侧设置有导电环，所述主轴前端设置有靶材连接法兰，所述导电环的外侧与靶材连接法兰的内侧接触；

4、所述主轴的内部及后端设置有冷却组件，所述导电环套接在主轴内部的冷却组件上，所述主轴后端的冷却组件上设置有导电柱；

5、所述主轴的外部设置有外壳，所述主轴的后侧与冷却组件之间设置有水密封组件，所述主轴的前侧与外壳之间设置有真密油封组件；

6、所述主轴与外壳之间设置有旋转支撑组件，所述旋转支撑组件位于在真空密封组件和水密封组件之间；

7、所述外壳的后端设置有封板，所述封板与冷却组件之间设置有绝缘垫。

8、优选的，所述冷却组件包括进水轴、进水板和冷却水管，所述进水轴设置在主轴内部，所述进水轴的前端伸出主轴外并连通靶材内部，所述进水板设置在主轴后端，所述冷却水管设置在进水板的一侧，所述进水轴和进水板通过压盖连接。

9、优选的，所述导电环套接在进水轴外侧，所述导电环与进水轴通过销轴连接，所述导电环上设置有上过水孔，所述导电柱连接在进水板上。

10、优选的，所述水密封组件包括水油封座、在水油封座内前后分布的两个水油封和水油封盖，所述水油封座的底面设置有出水槽，所述水油封座的侧面间隔设置有进水孔和出水孔，所述出水槽与出水孔连通，所述水油封座设置在进水板上方，所述水油封座与进水板之间设置有密封圈，所述水油封座为绝缘结构。

11、优选的，所述冷却水管上间隔设置有进水管和出水管，所述进水板的中心设置有与进水轴连通的进水口，所述进水板的内部设置有与进水口连通的进水通道，所述进水通道通过进水孔与进水管连通，所述出水槽通过出水孔与出水管连通。

12、优选的，所述真空密封组件包括真空油封座和在真空油封座内前后分布的两个真空油封，所述真空油封座设置在靶材连接法兰的下方且与外壳固定连接，所述真空油封座为绝缘结构。

13、优选的，所述旋转支撑组件包括齿轮，所述齿轮的上方设置有轴承座，所述轴承座外侧设置有轴承，所述轴承外侧设置有轴承套，所述轴承座的底面设置有挡片，所述轴承套为绝缘结构。

14、优选的，所述进水轴后侧套接有绝缘支撑环，所述绝缘支撑环的上方设置有限位环，所述绝缘支撑环上设置有下过水孔。

15、优选的，所述外壳的下方设置有绝缘板。

16、一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头的工作方法，所述工作方法基于权利要求1-9任一项所述的端头，包括以下步骤：

17、a、冷却方法

18、步骤a1：在冷却水管的进水管内通入冷却水，冷却水经过进水孔流入进水通道，再经过进水口流入进水轴中；

19、步骤a2：冷却水通过进水轴流入靶材内部，流经靶材内部循环一周后，回流到进水轴的外侧；

20、步骤a3：冷却水经过导电环的上过水孔进入主轴与进水轴之间，再经过绝缘支撑环的下过水孔流出主轴并汇流到出水槽处，通过出水孔进入出水管并流出，完成一次冷却循环；

21、b、导电方法

22、步骤b1：将导电柱通电，使与导电柱连接的进水板带电，进而使与进水板连接的进水轴带电；

23、步骤b2：电由进水轴导入导电环中，导电环与靶材连接法兰通过不断摩擦将电传导到靶材上。

24、与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

25、1、本发明通过在冷却组件上连接导电柱和导电块，使冷却组件中的进水板和进水轴，既作为冷却水的流通结构，又作为连接导电柱和导电块的导电结构，可以减少端头内部部件的数量，使整个端头的结构更加紧凑，体积更小，占用空间更少，使其能够适应更多非常规的腔体空间。

26、2、本发明通过使用绝缘结构的绝缘垫、水油封座、真空油封座、轴承套、绝缘支撑环和绝缘板，通过水油封座和绝缘垫将进水板与外壳隔绝开，通过绝缘支撑环将进水轴与主轴隔开，通过轴承套将主轴与外壳隔开，通过真空油封座将靶材连接法兰与外壳隔开，保证在通电时，电流按照导电柱、进水板、进水轴、导电环、靶材连接法兰的顺序传导到靶材中，使带电的部分与外壳通过绝缘结构完全隔离开来，保证外壳不带电，保证端头安全使用。

技术特征：

1.一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：包括主轴（1），所述主轴（1）内侧设置有导电环（2），所述主轴（1）前端设置有靶材连接法兰（3），所述导电环（2）的外侧与靶材连接法兰（3）的内侧接触；

2.根据权利要求1所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述冷却组件（4）包括进水轴（401）、进水板（402）和冷却水管（403），所述进水轴（401）设置在主轴（1）内部，所述进水轴（401）的前端伸出主轴（1）外并连通靶材内部，所述进水板（402）设置在主轴（1）后端，所述冷却水管（403）设置在进水板（402）的一侧，所述进水轴（401）和进水板（402）通过压盖（404）连接。

3.根据权利要求2所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述导电环（2）套接在进水轴（401）外侧，所述导电环（2）与进水轴（401）通过销轴（12）连接，所述导电环（2）上设置有上过水孔（13），所述导电柱（5）连接在进水板（402）上。

4.根据权利要求2所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述水密封组件（7）包括水油封座（701）、在水油封座（701）内前后分布的两个水油封（702）和水油封盖（703），所述水油封座（701）的底面设置有出水槽（14），所述水油封座（701）的侧面间隔设置有进水孔（15）和出水孔（16），所述出水槽（14）与出水孔（16）连通，所述水油封座（701）设置在进水板（402）上方，所述水油封座（701）与进水板（402）之间设置有密封圈（17），所述水油封座（701）为绝缘结构。

5.根据权利要求4所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述冷却水管（403）上间隔设置有进水管（18）和出水管（19），所述进水板（402）的中心设置有与进水轴（401）连通的进水口（20），所述进水板（402）的内部设置有与进水口（20）连通的进水通道（21），所述进水通道（21）通过进水孔（15）与进水管（18）连通，所述出水槽（14）通过出水孔（16）与出水管（19）连通。

6.根据权利要求1所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述真空密封组件（8）包括真空油封座（801）和在真空油封座（801）内前后分布的两个真空油封（802），所述真空油封座（801）设置在靶材连接法兰（3）的下方且与外壳（6）固定连接，所述真空油封座（801）为绝缘结构。

7.根据权利要求1所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述旋转支撑组件（9）包括齿轮（901），所述齿轮（901）的上方设置有轴承座（902），所述轴承座（902）外侧设置有轴承（903），所述轴承（903）外侧设置有轴承套（904），所述轴承座（902）的底面设置有挡片（905），所述轴承套（904）为绝缘结构。

8.根据权利要求2所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述进水轴（401）后侧套接有绝缘支撑环（22），所述绝缘支撑环（22）的上方设置有限位环（23），所述绝缘支撑环（22）上设置有下过水孔（24）。

9.根据权利要求1所述的一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头，其特征在于：所述外壳（6）的下方设置有绝缘板（25）。

10.一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头的工作方法，所述工作方法基于权利要求1-9任一项所述的端头，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种真空磁控镀膜旋转阴极的端头及其工作方法，包括主轴，主轴内侧设置有导电环，主轴前端设置有靶材连接法兰，导电环的外侧与靶材连接法兰的内侧接触，主轴的内部及后端设置有冷却组件，主轴的外部设置有外壳，主轴的后侧与冷却组件之间设置有水密封组件，主轴的前侧与外壳之间设置有真密油封组件，外壳的后端设置有封板，封板与冷却组件之间设置有绝缘垫。本发明通过在冷却组件上连接导电柱和导电块，使冷却组件中的进水板和进水轴，既作为冷却水的流通结构，又作为连接导电柱和导电块的导电结构，可以减少端头内部部件的数量，使整个端头的结构更加紧凑，体积更小，占用空间更少，使其能够适应更多非常规的腔体空间。技术研发人员：匡国庆受保护的技术使用者：镇江市德利克真空设备科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1