專利名稱：離子源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空鍍膜輔助設(shè)備，尤其涉及一種用于離 子輔助鍍膜的離子源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)真空鍍膜設(shè)備是在真空條件下用電子束將膜料加熱至 蒸發(fā)溫度，使其蒸發(fā)并沉積在基材上形成薄膜以達(dá)到鍍膜的目 的。但是，被蒸發(fā)的膜料原子的能量低，所鍍膜層的附著力差、 密度低，薄膜的性質(zhì)受環(huán)境影響大、易脫落、不穩(wěn)定。此外，
電子蒸發(fā)時(shí)，電子槍的柵極電壓為6000-10000V，容易引起高壓 放電打火，影響薄膜的質(zhì)量。
為增加真空鍍膜的附著力、密度，在電子束蒸發(fā)過(guò)程中需 使用離子源對(duì)基材進(jìn)行轟擊，實(shí)現(xiàn)離子輔助鍍膜的目的。離子 輔助鍍膜對(duì)膜料原子的撞擊可使形成的薄膜的光語(yǔ)特性特別穩(wěn) 定、吸水性減少、折射率升高和粗糙度降低，這是因?yàn)殡x子助 鍍后膜堆積密度升高，膜變得更致密，因此吸水量變少，光譜 特性也因此不會(huì)飄移，折射率變大而且穩(wěn)定。
如圖1所示， 一種現(xiàn)有的離子源100由陰極120、陽(yáng)極140、 石茲路1 50和供氣系統(tǒng)(未標(biāo)示)組成，該陰極120包括 一 陰極燈絲 121和兩陶乾絕緣墊122和123。磁路1 50在放電室1 30內(nèi)形成 石茲場(chǎng)，》茲力線由陰極120下部的》茲極發(fā)出經(jīng)放電室進(jìn)入頂部磁 極160。離子源100在真空狀態(tài)作業(yè)時(shí)，由供氣系統(tǒng)提供的工作 氣體(氬氣)和反應(yīng)氣體(如氧氣)由供氣管道110進(jìn)入到放電室 130內(nèi)。與此同時(shí)，陰極燈絲121被加熱至熱電子發(fā)射溫度，陽(yáng) 極140被施以正電位。在電場(chǎng)的作用下，陰極燈絲12 1發(fā)射的 部分電子沿》茲力線以螺旋運(yùn)動(dòng)的方式向陽(yáng)極140遷移，在放電 室內(nèi)與氣體原子或分子發(fā)生碰撞，并將其電離。在電離過(guò)程中
產(chǎn)生的電子繼續(xù)向陽(yáng)極 140遷移，產(chǎn)生的離子將在i文電室 130
電場(chǎng)的作用下被加速并與陰極燈絲 121產(chǎn)生的部分電子中和后
形成等離子體射出離子源100，具有一定能量的等離子體對(duì)基材
進(jìn)行直接轟擊以進(jìn)行鍍前清洗，或轟擊薄膜表面以與薄膜表面
原子進(jìn)行能量交換進(jìn)而實(shí)現(xiàn)離子輔助鍍膜。
在鍍膜過(guò)程中，上述陰極燈絲121在工作中會(huì)發(fā)射熱電子
而損耗，使得該陰極燈絲121變得越來(lái)越細(xì)而斷開(kāi)。該陰極燈
絲121的斷開(kāi)會(huì)造成離子源斷路，在更換陰極燈絲221之間通 常要打破真空狀態(tài)使得鍍膜過(guò)程中斷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種防止鍍膜過(guò)程中斷的離子源實(shí)為必要。 以下將以實(shí)施例說(shuō)明 一種防止鍍膜過(guò)程中斷的離子源。 該離子源包括 一 個(gè)本體，該本體包括 一 放電室； 一 陽(yáng)極， 設(shè)置在該放電室內(nèi)，該本體的頂部設(shè)置 一 開(kāi)口 ，在該本體的頂 部與該開(kāi)口相鄰處設(shè)置有陰極電極，該陰極電極與該陽(yáng)極相對(duì) 設(shè)置，該離子源還包括多個(gè)夾持臂，每個(gè)夾持臂包括夾持部和 與夾持部相連的絕緣部，該夾持部的另 一 端夾持有陰極燈絲， 該絕緣部的另 一 端與該本體樞軸連接，經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)該夾持臂可使 其夾持部與該陰極電極形成電連接并使其陰極燈絲位于所述開(kāi)
口位置以與該陽(yáng)極形成電氣回路。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述離子源經(jīng)由設(shè)置樞軸連接在本體上 的多個(gè)夾持有陰極燈絲的夾持臂，且該多個(gè)夾持臂均設(shè)置有夾 持部及由該夾持部夾持的陰極燈絲。經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)該多個(gè)夾持臂之 一可使其夾持部與該陰極電極形成電連接并使其陰極燈絲位于 上述開(kāi)口位置，使與陰極電極導(dǎo)通的陰極燈絲受激發(fā)射出電子。 當(dāng)陰極燈絲因變細(xì)而斷開(kāi)后，可經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)切換該夾持臂以使另 一陰極燈絲與陽(yáng)極形成電氣回路，從而保證該離子源正常運(yùn)作 以避免鍍膜過(guò)程中斷。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)中的離子源的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明第 一 實(shí)施例離子源的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中沿III-III的剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例離子源的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖2 ，本發(fā)明第 一 實(shí)施例的離子源200包括 一 個(gè)本體
210，夾持臂220及230。該夾持臂220， 230與該本體210樞軸連接。
該本體210的頂部設(shè)置一開(kāi)口 260，在該本體210的頂部與 該開(kāi)口 260相鄰處設(shè)置有陰極電極250。為使該夾持臂220， 230 與該本體2 10樞軸連接，可在與該本體210的頂部相鄰的側(cè)壁 上設(shè)置有一對(duì)轉(zhuǎn)軸240。優(yōu)選的，該轉(zhuǎn)軸240的軸線與該陰極電 極250的中心軸線位于同 一平面。該陰極電極250為兩個(gè)金屬 塊，該兩個(gè)金屬塊相對(duì)設(shè)置在該開(kāi)口 260兩側(cè)，其形狀可為任 意形狀，如圓柱狀。該陰極電極250的材料可為導(dǎo)電材料如銅， 金。
該夾持臂220包括夾持部221和與該夾持部221相連接的 絕緣部222。該夾持臂230包括支持部231和與該夾持部231相 連的絕緣部232。該夾持部221， 231的另一端分別夾持有陰極 燈絲223， 233。該絕緣部222， 232的另 一 端分別與該本體2 10 樞軸連接，即該絕緣部222， 232的另 一端依次套設(shè)在該轉(zhuǎn)軸240 上并與該轉(zhuǎn)軸240固定連接。轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸240可帶動(dòng)該夾持臂 220, 230以轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)從而將該夾持臂220, 230所夾 持的陰極燈絲223， 233切換式地位于所述開(kāi)口 260位置。該陰 極燈絲223， 233其中之一位于所述開(kāi)口 260位置時(shí)，經(jīng)由夾持 該陰極燈絲的夾持部與該陰極電極250形成電連接，可使該陰 極燈絲與陰極電極250形成電連接。為了使該陰極燈絲223， 233
其中之一位于所述開(kāi)口 260位置時(shí)，夾持該陰+及燈絲的夾持部
能與該陰極電極250形成電連接，在該夾持臂220, 230的夾持 部221, 231上可分別設(shè)置凸塊224， 234。當(dāng)該陰極燈絲223, 233其中之一位于所述開(kāi)口 260位置時(shí)，該凸塊224， 234其中 之一將與該陰極電極250緊密接觸，從而陰極燈絲223, 233與 該陰極電極250形成電連接。通常，當(dāng)該陰極電極250為圓柱 狀時(shí)，該凸塊224， 234與該金屬塊250相接觸的表面優(yōu)選為曲 面，以使該凸塊224， 234能與該金屬塊250形成更為緊密的接 觸，并且可以減小切換該凸塊224, 234與該金屬塊250完全接 觸和完全分離兩種狀態(tài)所受阻力的大小。
該夾持部221， 231均可由導(dǎo)電材料制成，如銅，金等。該 絕緣部222, 232均可由非導(dǎo)電材料制成，優(yōu)選陶資等，以防止 該離子源200發(fā)生短路。優(yōu)選的，在該陰極燈絲223， 233上分 別纏繞一個(gè)燈絲彈簧2231 ， 2331，以增大該陰極燈絲223， 233 的工作面積，進(jìn)而在該陰極燈絲223， 233受到激發(fā)時(shí)能夠產(chǎn)生 更多的電子。該陰極燈絲223, 233和該燈絲彈簧2231， 2331 的材質(zhì)可為鎢絲或硼化鑭。
請(qǐng)一并參考圖3,該本體210包括一放電室228;—磁路226， 該磁路226環(huán)繞該放電室228; —供氣系統(tǒng)(未標(biāo)示)，用于向該 ;改電室228提供工作氣體和反應(yīng)氣體； 一 陽(yáng)極225，設(shè)置在該放 電室228內(nèi)，該陽(yáng)極225與所述陰極電極250相對(duì)設(shè)置。
該夾持臂220， 230其中之一以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使陰 極燈絲223， 233其中之一位于所述開(kāi)口 260位置時(shí)，相對(duì)應(yīng)的 陰極燈絲會(huì)與該陽(yáng)極225形成電氣回路。
上述》茲路226為環(huán)繞該本體210內(nèi)部而設(shè)，其一般由背磁 極(未標(biāo)示)、磁體(未標(biāo)示)、外磁體(未標(biāo)示)和頂部磁體229組 成。該磁路226的背磁極(未標(biāo)示)、磁體(未標(biāo)示)、外磁體(未標(biāo) 示)和頂部磁體229在放電室228內(nèi)形成磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)可在放電 室228產(chǎn)生如圖3虛線所示的磁力線。 該陽(yáng)極225可為圓4主體結(jié)構(gòu)，在沿其中心軸方向上開(kāi)i殳有 一錐形凹槽，該錐形凹槽的直徑沿鄰近于陰極電極250的方向 逐漸增大。該陽(yáng)極225的錐形凹槽底部設(shè)置有可裝載膜料的圓 形坩堝2251 。在該陽(yáng)極225的底部設(shè)置有布?xì)獍?27,該陽(yáng)極 225通過(guò)螺栓(未標(biāo)示)與該布?xì)獍?27相連接。該布?xì)獍?27上 設(shè)有供氣管道2271，組成供氣系統(tǒng)。
上述離子源200在真空環(huán)境下工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸240帶 動(dòng)該夾持臂220以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陰極燈絲223置 于上述開(kāi)口 260位置以使其與陽(yáng)極225形成電氣回路。分別將 工作氣體和反應(yīng)氣體經(jīng)由該供氣管道2271導(dǎo)入到放電室228 內(nèi)，工作氣體可選用氬氣，反應(yīng)氣體可選用氧氣?！菲澚€由上 述陰極燈絲223下方的磁路226發(fā)出進(jìn)入頂部磁極229。同時(shí)， 與該陰極電極250相接的電源提供給該陰極電極250 —負(fù)電位， 提供陽(yáng)極225 —正電位，陰極燈絲223受激發(fā)射出電子。在放 電室228的電場(chǎng)作用下，從陰極燈絲223發(fā)出的部分電子沿磁 力線方向向陽(yáng)極225遷移，在放電室228內(nèi)與氣體原子或分子 發(fā)生碰撞，并將其電離。在電離過(guò)程中產(chǎn)生的電子繼續(xù)向陽(yáng)極 225遷移，產(chǎn)生的離子將在放電室228電場(chǎng)的作用下被加速，與 陰極燈絲223產(chǎn)生的部分電子中和之后，形成等離子體從該離 子源200射出。具有一定能量的等離子體束可對(duì)基材(未標(biāo)示) 進(jìn)行直接轟擊以進(jìn)行鍍前清洗，或轟擊基材薄膜表面以與薄膜 表面原子進(jìn)行能量交換進(jìn)而實(shí)現(xiàn)離子輔助鍍膜。
當(dāng)該陰極燈絲223因被損耗而斷開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸240帶 動(dòng)該夾持臂220以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使該凸塊224與該 陰極電極250完全分離，進(jìn)而將該陰極燈絲223從上述開(kāi)口 260 位置移出。當(dāng)夾持臂220， 230與轉(zhuǎn)軸240固定連接時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)該 轉(zhuǎn)軸240的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)該夾持臂230以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而將該夾持臂230的夾持部231夾持的陰極燈絲233置于上 述開(kāi)口 260位置，在該凸塊224與該陰極電極250完全分離后， 使該凸塊234與該陰極電極250完全接觸以使陰極燈絲233與
陽(yáng)極225形成另一電氣回路。處于上述開(kāi)口 260位置的陰才及燈 絲233受激發(fā)射出電子。在放電室228的電場(chǎng)作用下，從陰極 燈絲233發(fā)出的部分電子沿石茲力線方向向陽(yáng)極225遷移，在放 電室228內(nèi)與氣體原子或分子發(fā)生碰撞，并將其電離。在電離 過(guò)程中產(chǎn)生的電子繼續(xù)向陽(yáng)極225遷移，產(chǎn)生的離子將在放電 室228電場(chǎng)的作用下被加速，與陰極燈絲233產(chǎn)生的部分電子 中和之后，形成等離子體從該離子源200射出。
在此過(guò)程中，該夾持臂220上的陰極燈絲223斷開(kāi)后，轉(zhuǎn) 動(dòng)轉(zhuǎn)軸240會(huì)帶動(dòng)該夾持臂230以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使 該凸塊234與該陰極電極250完全接觸，從而使陰極燈絲233 受激發(fā)射出電子，保證離子源的正常運(yùn)作，而不用解除該離子 源200的真空環(huán)境。鍍膜結(jié)束后，可以更換該陰極燈絲222， 223， 以備下次使用。
可以理解的是，上述離子源200可以包括兩個(gè)以上的上述 夾持臂，每個(gè)夾持臂所包括的絕緣部的一端與離子源的本體樞 軸連接，例如將該多個(gè)夾持臂所包括的絕緣部的 一 端依次套設(shè) 在該轉(zhuǎn)軸240上并與該轉(zhuǎn)軸240固定連接。轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸240可 同時(shí)帶動(dòng)該多個(gè)夾持臂以該轉(zhuǎn)軸240為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將其中一個(gè) 夾持臂所包括的夾持部與陰極電極形成電連接，使陰極燈絲受 激發(fā)射出電子。
請(qǐng)參考圖4，本發(fā)明第二實(shí)施例的離子源300與上述本發(fā)明 第一實(shí)施例的離子源200的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于該 離子源300的本體310的側(cè)壁上設(shè)置有兩對(duì)轉(zhuǎn)軸；該離子源300 具有夾持臂320， 330，該夾持臂320， 330的夾持部321， 331 上可分別設(shè)置凸塊324， 334,該夾持臂320， 330分別將其絕緣 部322, 332套i殳并固定連接在相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸390, 340上，轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)軸390， 340分別帶動(dòng)與其樞軸連接的夾持臂以其相應(yīng)轉(zhuǎn)軸 390， 340為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使具有不同的延伸長(zhǎng)度的凸塊324， 334 與陰極電極350緊密接觸，從而陰極燈絲323， 333與陰極電極 3 50形成電連接。當(dāng)該夾持臂320的夾持部321所夾持的陰極燈絲323斷開(kāi)后，轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸340 ^f吏該陰極燈絲333與陰極電極 350形成電連接，從而陰極燈絲333能夠受激發(fā)射出電子，保證 離子源200正常運(yùn)作。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。 故，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要 求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種離子源，其包括一個(gè)本體，該本體包括一放電室；一陽(yáng)極，設(shè)置在該放電室內(nèi)，該本體的頂部設(shè)置一開(kāi)口，在該本體的頂部與該開(kāi)口相鄰處設(shè)置有陰極電極，該陰極電極與該陽(yáng)極相對(duì)設(shè)置，其特征在于該離子源還包括多個(gè)夾持臂，每個(gè)夾持臂包括夾持部和與夾持部相連的絕緣部，該夾持部的另一端夾持有陰極燈絲，該絕緣部的另一端與該本體樞軸連接，經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)該夾持臂可使其夾持部與該陰極電極形成電連接并使其陰極燈絲位于所述開(kāi)口位置以與該陽(yáng)極形成電氣回路。
2. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該本體的與該頂部 相鄰的側(cè)壁上設(shè)置有一對(duì)轉(zhuǎn)軸，該多個(gè)夾持臂的絕緣部依次套 設(shè)在該轉(zhuǎn)軸上并與該轉(zhuǎn)軸固定連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該本體的與該頂部 相鄰的側(cè)壁上設(shè)置有多對(duì)轉(zhuǎn)軸，該多個(gè)夾持臂的絕緣部分別套 設(shè)在相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸上并與該轉(zhuǎn)軸固定連接。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的離子源，其特征在于該轉(zhuǎn)軸的軸線與該陰極電極的中心軸線位于同 一 平面。
5. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于每個(gè)夾持臂的夾持 部上設(shè)置有凸塊，用于當(dāng)陰極燈絲位于所述開(kāi)口位置時(shí)，該凸 塊與該陰極電極相接觸以使該夾持部與該陰極電極形成電連 接。
6. 如權(quán)利要求5所述的離子源，其特征在于該陰極電極為圓柱 狀，該凸塊與該陰極電極相接觸的表面為曲面。
7. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該夾持部由導(dǎo)電材料制成。
8. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該絕緣部由非導(dǎo)電 材料制成。
9. 如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該離子源還包括一 環(huán)繞該放電室的磁路，該磁路包括背磁極、磁體、外磁極和頂 部,茲極，用于在》文電室內(nèi)形成一》茲場(chǎng)。IO.如權(quán)利要求1所述的離子源，其特征在于該本體還包括一供氣系統(tǒng)，用于向該放電室內(nèi)通入工作氣體和反應(yīng)氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子源。該離子源包括一個(gè)本體，該本體包括一放電室；一陽(yáng)極，設(shè)置在該放電室內(nèi)，該本體的頂部設(shè)置一開(kāi)口，在該本體的頂部與該開(kāi)口相鄰處設(shè)置有陰極電極，該陰極電極與該陽(yáng)極相對(duì)設(shè)置，該離子源還包括多個(gè)夾持臂，每個(gè)夾持臂包括夾持部和與夾持部相連的絕緣部，該夾持部的另一端夾持有陰極燈絲，該絕緣部的另一端與該本體樞軸連接，經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)該夾持臂可使其夾持部與該陰極電極形成電連接并使其陰極燈絲位于所述開(kāi)口位置以與該陽(yáng)極形成電氣回路。
文檔編號(hào)H01J27/02GK101192497SQ200610157068
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者凌維成 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司