本實用新型涉及一種鍍膜的冷卻裝置,具體地說就是一種新型的靶材冷卻系統裝置。
背景技術:
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磁控濺射是物理氣相沉積的(Physical Vapor Deposition, PVD)的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料,且具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優點,而上世紀70年代發展起來的磁控濺射法更是實現高速、低溫、低損失。因為是在低溫下進行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對電子的束縛來提高等離子體密度以增加濺射率。目前在工業鍍膜生產中,磁控濺射技術已成為主要的技術之一。相關的磁控濺射鍍膜設備也發展迅速,磁控濺射靶作為鍍膜系統核心部件,直接關系鍍膜效果的好壞,對于整套鍍膜設備的開發起到了至關重要的作用,在磁控濺射過程中,靶材不斷受到帶電粒子的轟擊,溫度較高,其冷卻是一個很重要的問題。在鍍膜過程中,濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走,如果這些熱量不能及時帶走,靶材表面將急劇升溫、熔化、蒸發(升華)…等等,從而脫離濺射的基本模式;如果靶材導熱性能差、靶材會由于熱應力而引起碎裂,隨著濺射功率的提高,靶材溫度會急劇提高,溫度高達100 ℃甚至更高,熱量的積累必然導致靶材破壞、失效,一定程度上對濺射效率、設備及薄膜性能等造成了影響。
目前常用的較適宜的冷卻介質是水,在實際應用中的磁控濺射鍍膜設備,靶材的冷卻方式通常有以下這種“單向”的冷卻方式。如圖1所示,冷卻水對靶材的冷卻方式,是目前通常采用的方式,冷卻水從冷卻靶材一邊進去,從靶材的另一邊出來,靶材與冷卻水之間一般采用銅片隔離;或者是采用如圖2中所示,冷卻水在銅塊中(銅塊中間是掏空的,形成冷卻水上下左右都一定厚度的銅片隔離對靶材進行冷卻),冷卻水從一個方向進去,從另一方向出來,總之這都是一種冷卻水“單向”流動的冷卻方式。
這種冷卻方式存在以下這些問題:
1)冷卻不均勻,例如在實際運用過程中,假設冷卻水以18°流入冷卻系統,流出流入冷卻系統時的溫度可能會達到30°左右。那么,由于冷卻水的溫度是從冷卻系統的冷卻水出口到冷卻系統的冷卻水入口逐漸升高,所以如果靶材長度很長的話,出來的溫度會更高,這樣造成靶材的溫度從冷卻水入口處到冷卻水出口處是不均勻的存在著溫差,從而會影響到所沉積的薄膜的性能。
2)如果靶材的長度很長,由于冷卻
聲明:
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我是此專利(論文)的發明人(作者)