PatViewer专利搜索
中国 新型 无效

多弧—磁控溅射真空离子镀金设备 【EN】Multiarc-magnetic control sputter vacuum ion goldplating equipment

申请(专利)号:CN96225392.8国省代码:辽宁 21
申请(专利权)人:【中文】郑德恩【EN】Zheng Deen
温馨提示:Ctrl+D 请注意收藏,详细著录项请登录检索查看。 Please note the collection. For details, please search the home page.

摘要:
【中文】一种多弧—磁控溅射真空离子镀金设备,它有一个镀膜室,镀膜室上接有真空抽气系统,在镀膜室的中间装有旋转工件架,在镀膜室的一侧装有若干个用钛块作为靶材的多弧阴极蒸发器,在镀膜室的另一侧装有若干个平面磁控溅射靶,平面磁控溅射靶上装有黄金溅射材料,从而形成两个相互独立的沉积区,所述的多弧阴极蒸发器和平面磁控溅射靶分别与电源电器控制柜相连接,当工件反复通过两个沉积区时,即可在其上有序的沉积TiN和Au镀层。 【EN】Paragraph:The utility model relates to multiarc-magnetic control sputter vacuum ion goldplating equipment, which is provided with a film-plating chamber, wherein the film-plating chamber is connected with a vacuum-pumping system; a rotating workpiece support is arranged in the middle of the film-plating chamber; a plurality of multiple arc cathode evaporators using titanium blocks as a target material are arranged at one side of the film-plating chamber; a plurality of planar magnetic-control sputtering targets are arranged at the other side of the film-plating chamber; the planar magnetic-control sputtering targets are provided with gold sputtering material to form two mutually independent crystallizing fields; the multiple arc cathode evaporators and the planar magnetic-control sputtering targets are connected with the control cabinet of a power electric appliance. When a workpiece passes through the two crystallizing fields repeatedly, TiNT and Au coatings are orderly deposited on the workpiece.Image:96225392.GIF

主权项:
【中文】1、一种多弧—磁控溅射真空离子镀金设备,它有一个镀膜室(11),镀膜室(11)上接有真空抽气系统(18),在镀膜室(11)的中间装有旋转工件架(10),在镀膜室(11)的一侧装有若干个用钛块(12)作为靶材的多弧阴极蒸发器(13),多弧阴极蒸发器(13)与电源电器控制柜(1)相连接,其特征在于,在镀膜室(11)的另一侧装有若干个平面磁控溅射靶(3),在平面磁控溅射靶(3)上装有黄金溅射材料(4),平面磁控溅射靶(3)与电源电器控制柜(1)相连接。 【EN】1, a kind of multi sphere-gold-plated the equipment of magnetron sputtering vacuum ionic, it has a coating chamber (11), be connected to vacuum-pumping system (18) on the coating chamber (11), in the centre of coating chamber (11) rotational workpieces frame (10) is housed, side at coating chamber (11) is equipped with the multi sphere cathode evaporator (13) of several usefulness titanium pieces (12) as target, multi sphere cathode evaporator (13) is connected with power supply electric control cabinet (1), it is characterized in that, opposite side at coating chamber (11) is equipped with several plane magnetic controlled sputtering targets (3), gold sputter material (4) is housed on plane magnetic controlled sputtering target (3), and plane magnetic controlled sputtering target (3) is connected with power supply electric control cabinet (1).


说明书

多弧—磁控溅射真空离子镀金设备

本实用新型属于一种用物理气相沉积方法镀制


装饰膜层的设备,特别涉及一种多弧—磁控溅射真


空离子镀金设备。


传统的黄金镀层是采用电化学方法实现的。用


这种方法镀制的黄金镀层虽然色调丰富,装饰性强,


但镀层与基片表面的结合力较差,镀层的硬度也较


差,因而不耐磨,容易脱落;另外,在镀制时必须


采用氰金化钾等有毒剂品,对环境有污染,已不能


满足人们不断增长的需要和社会发展的要求。


在真空条件下沉积黄金镀层是获得黄金装饰层


的另一种方法。根据沉积方法、工艺的不同,镀制


黄金装饰层的设备可分为几种,例如,电子束离子


镀金设备,多弧—蒸发离子镀金设备,以及多弧—


磁控溅射离子镀金设备等。


电子束离子镀金设备存在的最大问题是,黄金


耗量大,工作温升高,仅适用于不锈钢等基材,因


此,其工业应用受到一定的限制。


多弧—蒸发离子镀金设备是一种由多弧源和蒸


发源组成的镀膜设备,如中国专利CN1053645A公开


的“多弧—蒸发离子镀金设备”,它主要由电气控


制柜、真空镀膜室、真空抽气系统、工件架、多弧


阴极蒸发器及电阻蒸发器等组成。它用多弧阴极蒸


发器在工件上沉积TiN(氮化钛),用电阻蒸发器在工


件上沉积Au(金),以TiN镀层作为“衬强层”,用Au
镀层作为“呈色层”,使两者互补,实现最佳的


装饰效果,但是,由于蒸发的绕射能力差,所以,


镀制的膜层均匀性较差,附着力不强,而且,黄金


消耗量大的问题仍然没有解决,因此,这种镀金设


备也不适合于工业应用


中国专利90226142.8公开了一种“多弧—磁


控溅射多功能离子镀膜设备”。它主要由电源电器


控制装置、真空镀膜室、真空抽气系统、多弧阴极


蒸发器、旋转工件架,以及同轴圆柱磁控溅射靶组


成。旋转工件架既可公转,又可自转,同轴圆柱磁


控溅射靶装在真空镀膜室的中间,多弧阴极蒸发器


装在真空镀膜室的侧壁上,多弧源采用钛块作为靶


材,磁控源则采用黄金靶。多弧源和磁控源同时启


动,便可在工件上同时沉积TiN和Au,它是将Au无


序的掺入TiN中,镀制出含有Au的合金膜,只是这


种TiN与Au的无序混合对膜层硬度无贡献,膜层色


泽控制不方便,而且,圆柱靶的表面积巨大,即使


用黄金薄薄的包覆一层,也要投入大量的黄金,因


此,这种设备不仅投资巨大,而且,在使用过程中


黄金的消耗量也非常大,镀制一炉工件要消耗20克


黄金,因此,该设备虽然能镀制出含黄金的合金膜,


但并没有工业实施的价值。


本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足,


提供一种黄金耗量小、镀层硬度高的多弧—磁控溅


射真空离子镀金设备。


本实用新型是这样实现的:


它有一个镀膜室,镀膜室上接有真空抽气系统,


在镀膜室的中间装有旋转工件架,在镀膜室的一侧


装有若干个多弧阴极蒸发器,在镀膜室的另一侧装


有若干个平面磁控溅射靶,所述的多弧阴极蒸发器


和平面磁控溅射靶分别与电源电器控制柜相连接,


多弧阴极蒸发器和平面磁控溅射靶采用不同的金属


材料作为靶材,多弧阴极蒸发器用钛块作为靶材,


平面磁控溅射靶上装有黄金溅射材料,从而在镀膜


室内建立起两个相互独立的沉积区,当旋转工件架


上的工件依序反复通过两个沉积区时,即可在工件


上有序的沉积TiN和Au镀层。


在多弧阴极蒸发器和平面磁控溅射靶的蒸发面


上还分别装有屏蔽装置,所述的屏蔽装置由挡板、


连杆、从动齿轮、主动齿轮和转动轴组成,挡板通


过连杆与从动齿轮相连接,从动齿轮与主动齿轮相


啮合,转动轴装在主动齿轮上,旋转主动轴即可改


变挡板的位置,以防止多弧阴极蒸发器和平面磁控


溅射靶相互污染。


本实用新型与现有技术相比具有如下优点:


1、在镀膜室内设有两个相互独立的沉积区,


可将TiN和Au一层又一层的有序叠加沉积,在工件


上镀制出TiN/Au/TiN/Au……复合膜层,而当膜


层层数增加,各层名义厚度减少时,复合膜层的硬


度将趋向于增加,这一点已被中国科学院金属研究


所闻立时等人的论文”Ti/TiN多层膜硬度与显微


结构的关系”所证实。


2、用平面磁控溅射靶沉积Au,在技术上和经济


上都具有很大的优势,首先,它可以很方便的安装


在镀膜室的侧壁上,建立起独立的沉积区;另外,


还能扩大真空有效加工空间,并可以很方便的加以


屏蔽;更主要的是,平面磁控溅射靶的表面积远远


小于圆柱磁控溅射靶的表面积,可大幅度的减少黄


金的投入,降低设备造价,而且,平面磁控溅射靶


的溅射速率低,这样,就使Au镀层的名义厚度更薄,


同样的黄金量就可以沉积更多层,在大幅度节约黄


金的同时,获得极硬的装饰层。实践证明:一个直


径为120毫米的平面磁控溅射靶,其黄金用量小于8


0克;在3A靶电流下溅射6分钟,黄金消耗量不超过


3克,因此,本实用新型大幅度的降低了镀件的成


本。


3、在多弧阴极蒸发器和平面磁控溅射靶上装


有屏蔽装置,可在其不工作时进行屏蔽,避免受到


另一种金属元素的污染,便于镀膜工艺的调整。


图面说明:


图1是本实用新型的结构示意图;


图2是图1的A-A剖视图;


图3是图1的B-B剖视图。


下面结合附图提供本实用新型的实施例:


如图所示,本实用新型有一个镀膜室11,镀膜


室11用不锈钢板制成,在其外壁上焊有冷却水管或


冷却水套;在镀膜室11上接有真空抽气系统18,所


述的真空抽气系统18由机械泵、扩散泵、阀门及连


接管道组成;在镀膜室11的中间顶部装有旋转工件


架10,旋转工件架10既可公转,又可自转;在镀膜


室11的一侧装有两个多弧阴极蒸发器13,多弧阴极


蒸发器13的数量不限于两个,可根据镀膜室11的高


度而增减,在多弧阴极蒸发器13上装有钛块12;在


镀膜室11的另一侧装有两个平面磁控溅射靶3,平


面磁控溅射靶3为圆形,也可以是矩形,平面磁控


溅射靶3的数量也不限于两个,根据镀膜室11的高


度确定,在平面磁控溅射靶3上装有黄金溅射材料4;


所述的多弧阴极蒸发器13和平面磁控溅射靶3分别


与电源电器控制柜1相连接,以便于进行控制和调


节,在电源电器控制柜1上装有真空测量表2,在镀


膜室11的下部装有与真空测量表2相连接的真空测


量规管15,用来对镀膜室11的真空度进行测量;在


镀膜室11的下部装有多路充气阀14,利用多路充气


阀14可同时充入几种气体,并可根据需要调节充气


量;在多弧阴极蒸发器13和平面磁控溅射靶3的蒸


发面上还分别装有屏蔽装置,所述的屏蔽装置由挡


板6、连杆7、从动齿轮8、主动齿轮9和转动轴5组


成,挡板6装在连杆7上,连杆7与从动齿轮8相连接,


从动齿轮8与主动齿轮9相啮合,转动轴5装在主动


齿轮9上,转动轴5从镀膜室11中伸出,以便于从外


面旋转转动轴5,调整挡板6的位置;在镀膜室11的


正面铰接有大门16,大门16上装有视镜17,以便于


对镀膜室11进行观察。


本实用新型的多弧阴极蒸发器13和平面磁控溅


射靶3可根据工艺要求分别启动,也可以同时启动;


在镀制Au镀层时,可先启动多弧阴极蒸发器13,在


工件上沉积Ti和TiN底层,然后启动平面磁控溅射


靶3,使多弧阴极蒸发器13和平面磁控溅射靶3同时


工作,在工件上依序沉积TiN和Au,相应控制工件


的公、自转速度、沉积时间及源电功率,便可获得


所需的膜层厚度和层数,在沉积的后期,可关闭多


弧阴极蒸发器13,单独沉积Au层,以获得更好的装


饰效果,这样构成的膜系可表述为:


Ti-TiN-(TiN/Au/TiN/Au…...

=>>详细说明书全文请登录检索查看

图1
PatViewer知识产权搜索   专利、商标、地理标志、集成电路
©2018 IPPH.cn  主办单位:国家知识产权局知识产权出版社  咨询热线:01082000860-8588
浏览器:火狐、谷歌、opera、ie9及以上等  京ICP备09007110号 京公网安备 11010802026659号 开放平台