專利名稱：高真空離子束濺鍍靶材利用率增強裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高真空濺鍍設備，特別是一種改進的高真空離子東濺 鍍靶材利用率增強裝置。
背景技術：
在高真空環境下濺鍍特殊功能的包覆型復合薄膜產品需要特定的濺鍍手
段，如釆用離子束濺射技術可在低溫(<200°C)下獲得準確可控的離子/原子 到達比，易獲得多種不同組分和結構的合成膜，對所有襯底有好的結合力，有 效地控制超微粒子的大小和分布。但離子東聚焦東斑由于能量密度較大，難以 準確控制鑲嵌型靶材的離子/原子到達比，進而影響包覆型復合膜以及合成膜的 組分和結構控制；此外，離子東聚焦東斑對靶材固定部分的濺射，將縮短靶材
的使用壽命，降低靶材的利用率，特別對于貴重金屬靶材以及難加工類靶材而 言，將大幅增加其包覆型復合薄膜產品的生產成本。目前公開的如專利號為 99243973.6的"濺射靶"，采用的濺射靶材橫截面形狀為曲線形，該曲線與靶材 的實際消耗曲線接近，可提高40~80%的靶材利用率，但隨著靶材成分的變化， 靶材實際消耗曲線也會顯著變化，使得曲線形濺射靶材加工工藝趨于復雜并增 大加工難度及成本。
目前，隨著技術的進步，在某些領域，步進電機、PLC可編程控制器、精 密絲桿導軌等均得到成功應用，這些巿場供應的具有良好技術基礎的成熟產品，
為改進高真空連續濺鍍設備在增強離子束濺鍍靶材的利用率提供了必要技術條 件。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種改進的高真空連續濺鍍設備的 高真空離子東濺鍍靶材利用率增強裝置，它能提高靶材特別是貴重金屬和難加 工靶材的利用率，并能通過鑲嵌型平面靶獲得多組分質量優異的包覆型復合膜 和合成膜產品，大幅度降低產品加工和設備維護成本，提高真空室容積利用率， 并節省能源。
解決本實用新型的技術問題所釆用的方案是
靶位與由步進電機驅動的雙向轉動組件連接，實現靶位的精確雙向轉動； 該雙向轉動組件又與由另一步進電機驅動的軸向往復擺動組件連接，實現靶位 的精確軸向往復移動，兩組步進電機與PLC可編程控制器的電脈沖信號輸出端 電控連接。
本裝置置于真空鍍膜室側部，即除了靶位外均設置于真空鍍膜室外部。所 述的軸向往復擺動組件通過連接支撐裝置裝于真空鍍膜室外壁，其步進電機的
傳動減速裝置連接于絲桿；雙向轉動組件裝在靶位軸向往復擺動組件上，且靶
位軸向往復擺動組件帶有與絲桿嚙合的螺母并同時裝于與絲桿軸向平行的導軌 上。
PLC可編程控制器根據寫入的工藝參數(含靶位正逆雙向轉動的角度《正 和a逆以及頻率/)輸出電脈沖，控制步進電機，通過傳動減速裝置以及靶位雙 向轉動組件驅動靶軸組件和靶位，實現在設定轉動角度a及頻率/情況下，靶 位沿角向的正逆雙向轉動。PLC可編程控制器還根據寫入的工藝參數(含乾 位軸向擺動的擺動距離丄正和丄逆以及速度v)輸出電脈沖，控制另一步進電機，
通過傳動減速裝置驅動安裝在連接支撐裝置中的絲桿正逆雙向轉動，從而使帶 有螺母與絲桿嚙合的乾位軸向往復擺動組件在導軌上正逆雙向移動，靶位軸向
往復擺動組件再控制靶軸組件和靶位，實現在設定擺動距離Z及速度v情況下，
乾位沿軸向的正逆雙向擺動。關閉靶位雙向轉動組件和乾位軸向往復擺動組件
時，PLC可編程控制器輸出復零電脈沖，控制步進電機歸零復位，驅動靶位表
面與聚焦離子東中心線之間的夾角迅速恢復到原始設計角度(即復位于轉向初
始位置)，也驅動靶位中心與離子東聚焦東斑中心迅速重合(即復位于軸向初始
位置)。
本實用新型的有益效果是
該裝置釆用靶軸組件、連接支撐裝置、傳動減速裝置、步進電機、靶位軸 向往復擺動組件、靶位雙向轉動組件、PLC可編程控制器等機電控制裝置可精 確實現靶位的軸向正逆雙向擺動和角向正逆雙向轉動。該裝置除靶位外均置于 真空室外部，提高了現有高真空鍍膜設備真空室容積利用率。原位于靶位中心 的離子束聚焦東斑在靶位表面實現曲線形狀往復掃描運動模式，增大靶位受濺 鍍的表面積，實現將靶材特別是貴重金屬靶材以及難加工類靶材的利用率提高 60%~100%;提高靶位表面溫度均勻性，將提高薄膜中超微粒子的尺度均勻性， 易獲得質量優異的薄膜；增加鑲嵌型靶材的鑲嵌數量和種類以獲得多組分包覆 型復合膜和合成膜。大幅度降低特殊功能鍍膜產品的生產成本以及設備制造、 使用、維護等成本，并可節省能源。
圖l為本實用新型的結構示意圖。
圖中各標號依次表示PLC可編程控制器1、連接支撐裝置2、步進電機3 和3'、傳動減速裝置4和4'、靶位軸向往復擺動組件5、靶位雙向轉動組件6、 靶軸組件7、靶位8、法蘭9、輸出電脈沖10和10'、真空鍍膜室壁11、絲桿12、
導軌13、真空鍍膜室14。
具體實施方式
參照圖1,本裝置置于真空鍍膜室(14)側部，除靶位(8)外均設置于真 空鍍膜室(14)外部。真空鍍膜室(14)內部的靶位(8)通過靶軸組件(7) 與真空鍍膜室(14)外部的靶位雙向轉動組件(6)驅動連接，靶位雙向轉動組 件(6)又與步進電機(3')及傳動減速裝置(4')驅動連接。靶位雙向轉動組 件(6)與靶位軸向往復擺動組件(5)固定連接，靶位軸向往復擺動組件(5) 上的螺母與連接支撐裝置(2)的絲桿(12)嚙合并安置于導軌(13)上，絲桿 (12)、導軌(13)與靶軸組件(7)同軸向，絲桿(12)與步進電機(3)及傳 動減速裝置(4)驅動連接。PLC可編程控制器(1)與步進電機(3和3')電 控連接。
PLC可編程控制器(1)根據寫入的工藝參數(含靶位(8)正逆雙向轉 動的角度a正和ot逆以及頻率/)輸出電脈沖(IO'),控制步進電機(3')，通過傳 動減速裝置(4')以及靶位雙向轉動組件(6)驅動靶軸組件(7)和靶位(8), 實現在設定轉動角度ot及頻率/情況下，靶位(8)沿角向的正逆雙向轉動。
PLC可編程控制器(1)還根據寫入的工藝參數(含靶位(8)軸向擺動 的擺動距離丄正和Z逆以及速度v)輸出電脈沖(10)，控制步進電機(3)，通過 傳動減速裝置(4)驅動連接支撐裝置(2)中的絲桿(12)正逆雙向轉動，驅 動設置于絲桿(12)上的靶位軸向往復擺動組件(5)在導軌(13)上正逆雙向 擺動，靶位軸向往復擺動組件(5)再控制靶軸組件(7)和靶位(8),實現在 設定擺動距離丄及速度v情況下，靶位(8)沿軸向的正逆雙向擺動。
關閉靶位軸向往復擺動組件(5)和靶位雙向轉動組件(6)時，PLC可編 程控制器(1)輸出復零電脈沖，控制步進電機(3和3，)歸零復位，驅動靶位 (8)中心與離子東聚焦束斑中心迅速重合(即復位于軸向初始位置)，也驅動 乾位(8)表面與聚焦離子東中心線之間的夾角迅速恢復到原始設計角度(即復 位于轉向初始位置)。
權利要求1、一種高真空離子束濺鍍靶材利用率增強裝置，其特征是靶位與由步進電機驅動的雙向轉動組件連接，該雙向轉動組件又與由另一步進電機驅動的軸向往復擺動組件連接，兩組步進電機與PLC可編程控制器的電脈沖信號輸出端電控連接。
2、 按權利要求1所述的高真空離子束濺鍍靶材利用率增強裝置,其特征是: 靶位的雙向轉動組件和軸向往復擺動組件設置在真空鍍膜室外；軸向往復擺動 組件通過連接支撐裝置裝于真空鍍膜室外壁，其步進電機的傳動減速裝置連接 絲桿；雙向轉動組件裝在靶位軸向往復擺動組件上，且靶位軸向往復擺動組件 帶有與絲桿嚙合的螺母并同時裝于與絲桿軸向平行的導軌上。
專利摘要本實用新型涉及一種高真空離子束濺鍍靶材利用率增強裝置。本裝置置于真空鍍膜室側部，除靶位外均設置于真空鍍膜室外部，靶位與由步進電機驅動的雙向轉動組件連接，實現靶位的精確雙向轉動；該雙向轉動組件又與由另一步進電機驅動的軸向往復擺動組件連接，實現靶位的精確軸向往復移動，兩組步進電機與PLC可編程控制器的電脈沖信號輸出端電控連接。本裝置可提高靶材利用率60％～100％，通過鑲嵌型平面靶獲得多組分質量優異的包覆型復合膜和合成膜產品，大幅度降低產品加工和設備維護成本，可提高真空室容積利用率，并節省能源。
文檔編號C23C14/34GK201212056SQ20082008120
公開日2009年3月25日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者濱 楊 申請人:昆明理工大學