用于表面處理的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種用于涂布零件的設(shè)備，包括沉積室(1)和用于同時(shí)地或連續(xù)地向所述沉積室提供涂布材料的多個(gè)涂布設(shè)備(2,3)，其中至少一個(gè)所述涂布設(shè)備(2)為金屬過濾電弧離子源，其中至少另一個(gè)所述涂布設(shè)備(3)為激光燒蝕源。至少兩個(gè)所述涂布設(shè)備經(jīng)由連接凸緣(10)可除去地連接到所述沉積室上。至少兩個(gè)所述凸緣為相同的，以便一個(gè)所述涂布設(shè)備(2,3)可經(jīng)由不同的凸緣連接到所述沉積室上。
【專利說明】用于表面處理的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于涂布零件的設(shè)備和方法，尤其是生成用于沉積在待涂布的零件表面上的各種涂布材料的等離子的設(shè)備。該涂布設(shè)備可用于，但不限于，工具、儀器、電子構(gòu)件、包括鐘表和玻璃的貨物等的涂布或硬化。
【背景技術(shù)】
[0002]用于涂布和硬化零件的各種方法和設(shè)備是已知的。常規(guī)的物理氣相沉積(PVD)方法使用了陰極和陽極。陰極和陽極之間的電場(chǎng)的應(yīng)用使材料從陰極蒸發(fā)，這形成射束，射束可被偏轉(zhuǎn)和過濾以到達(dá)其中放置待涂布的零件的真空沉積室。從陽極蒸發(fā)的材料沉積在沉積室內(nèi)的零件上，該零件逐漸涂布該材料。
[0003]US6663755中描述了使用金屬過濾電弧離子源的PVD設(shè)備的實(shí)例。為了提高沉積速率，該設(shè)備使用生成朝相同的沉積室引導(dǎo)的兩股等離子流的兩個(gè)等離子源。由于兩個(gè)源都朝彼此引導(dǎo)，故需要用作擋板的傳導(dǎo)護(hù)罩，以用于防止由一個(gè)等離子源生成的等離子流到達(dá)另ー個(gè)等離子源中。該擋板増加了 該設(shè)備的成本和體積，且需要周期性地清潔或甚至更換。此外，可改善過濾的質(zhì)量；不同大小的離子粒到達(dá)靶，產(chǎn)生了不均勻的涂層。
[0004]W02007089216中和W02007136777中公開了用于以金屬過濾電弧離子源涂布零件的類似的設(shè)備。
[0005]激光燒蝕設(shè)備也已經(jīng)用于涂布零件；該設(shè)備大體上使用朝待燒蝕的材料(如，碳材料團(tuán))引導(dǎo)的脈沖激光源。激光脈沖產(chǎn)生朝沉積室內(nèi)的零件投射且可能偏轉(zhuǎn)的材料的燒蝕。
[0006]US5747120中描述了激光燒蝕設(shè)備的實(shí)例。在該文獻(xiàn)中，用激光燒蝕的靶正好放置在該室中。這種設(shè)置使得靶的更換很困難，尤其是如果該室保持在真空條件下。此外，待涂布的零件放置在主室外側(cè)的較小的體積中，以便僅可同時(shí)涂布有限數(shù)目的零件。
[0007]US6372103中公開了另ー個(gè)激光燒蝕系統(tǒng)。在該文獻(xiàn)中,沉積室外側(cè)的激光器生成激光束，激光束穿過窗，且到達(dá)在沉積室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的圓柱形靶。再次，靶的更換需要開啟整個(gè)沉積室，如果該室處于真空條件下，則這可為耗時(shí)且昂貴的。此外，激光束使得其與旋轉(zhuǎn)的靶的表面成直角，以便燒蝕的材料的至少一部分相對(duì)于窗反弾，窗的內(nèi)側(cè)被快速覆蓋，且需要清潔以保持其透明度。
[0008]US6231956中公開了用于碳沉積的激光電弧系統(tǒng)的其它實(shí)例。
[0009]一些零件需要具有不同材料的不同層的精密涂布；該制造過程通常使用在不同沉積室中執(zhí)行的不同步驟，以便連續(xù)地沉積不同的層。由于其需要具有相關(guān)聯(lián)的真空生成設(shè)備等的多個(gè)沉積室，故這是ー種昂貴的方法。此外，由于需要將零件從ー個(gè)沉積室轉(zhuǎn)移到下ー個(gè)中，故減少了制造產(chǎn)量；真空通常需要在各次轉(zhuǎn)移之后再生成。
[0010]W02008015016描述了用于以金剛石類的層來涂布基底的設(shè)備，其中不同類型的不同涂布設(shè)備朝公共沉積室布置，或在単獨(dú)的室中分別布置成直線。這允許單次批量處理內(nèi)涂布較大數(shù)目的零件，且在用不同類型的源設(shè)備沉積的兩個(gè)不同層的之間沒有開啟沉積室的任何需要。
[0011]本發(fā)明的目的在于提高W02008015016中所述的設(shè)備和方法的靈活性。
[0012]另ー個(gè)目的在于允許在不更換整個(gè)設(shè)備的情況下以不同的層來涂布和制造不同零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]根據(jù)本發(fā)明，這些目的將借助于用于涂布零件的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括沉積室和用于同時(shí)或連續(xù)地向所述沉積室提供涂布材料的多個(gè)涂布設(shè)備，
其中所述涂布設(shè)備中的至少ー者為金屬過濾(或未過濾)電弧離子源，
其中所述涂布設(shè)備中的至少另ー者為激光燒蝕源，
其中所述涂布設(shè)備中的至少兩者通過連接凸緣可除去地連接到所述沉積室上，
其中至少兩個(gè)所述凸緣是相同的，以便可將ー個(gè)設(shè)備安裝在圍繞所述沉積室的不同位置處。
[0014]用于將不同類型的不同源設(shè)備連接到公共沉積室上的類似或相同凸緣的使用是有利的，因?yàn)槠湓试S由任何其它類型的涂布設(shè)備來容易地更換ー種類型的一個(gè)涂布設(shè)備。因此，圍繞公共室的涂布設(shè)備全部都為可互換的。例如，一個(gè)零件可需要用于金屬沉積的一個(gè)金屬過濾電弧離子源設(shè)備和用于碳沉積的激光燒蝕源，而另ー個(gè)零件將使用用于更快沉積ー個(gè)層或用于兩個(gè)連續(xù)層的兩種不同金屬的沉積的兩個(gè)金屬過濾電弧離子源設(shè)備。
[0015]可存在具有用于不同設(shè)備的類似凸緣的常規(guī)設(shè)備，但然而，各個(gè)凸緣均具體適用于特定的設(shè)備，該設(shè)備為不可 互換的，且不可安裝在任何位置處或安裝在任何凸緣上。
[0016]根據(jù)另ー個(gè)可能獨(dú)立的方面，用于涂布零件的設(shè)備包括沉積室和具有至少ー對(duì)金屬離子源的至少ー個(gè)金屬過濾電弧離子源，各個(gè)金屬離子源均具有至少ー個(gè)陰極、至少一個(gè)陽極和相關(guān)聯(lián)的線圈，其中在各個(gè)所述對(duì)內(nèi)的兩個(gè)源的發(fā)射方向之間的角大于90°但小于 175。。
[0017]小于175°的角避免了各個(gè)源沿另ー個(gè)源的方向發(fā)射材料的風(fēng)險(xiǎn)，且消除了對(duì)兩個(gè)源之間的護(hù)罩的需要。在各個(gè)所述對(duì)內(nèi)的兩個(gè)源的發(fā)射方向之間的角可大于90°但小于135°。使兩個(gè)源之間的角大于90°且優(yōu)選為小于135°允許了朝待涂布的零件的重要偏轉(zhuǎn)角，且確保了流的有效過濾。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，在各個(gè)對(duì)內(nèi)的兩個(gè)源的發(fā)射方向不在相同的平面中。這允許沉積室內(nèi)的兩股流更好地?cái)U(kuò)散和更均勻的涂布。
[0019]作為優(yōu)選，金屬離子源分別包括用于集中金屬離子束的兩個(gè)集中線圈。公共偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括由各個(gè)金屬離子源產(chǎn)生的金屬離子束橫穿的ー個(gè)第一線圈，以及在所述金屬離子源后面的ー個(gè)第二線圈，兩個(gè)線圈協(xié)作，以用于朝所述沉積室偏轉(zhuǎn)所述金屬離子束。這允許用有限數(shù)目的線圈有效地偏轉(zhuǎn)。
[0020]根據(jù)另ー個(gè)可能獨(dú)立的方面，用于涂布零件的設(shè)備包括具有激光器的激光燒蝕設(shè)備、用于朝靶偏轉(zhuǎn)由所述激光器產(chǎn)生的激光束的鏡、用于旋轉(zhuǎn)所述靶的第一馬達(dá)，以及用于使所述鏡位移以便燒蝕所述靶的不同部分的第二馬達(dá)。第三馬達(dá)可用于使靶相對(duì)于所述激光束沿平行于靶的旋轉(zhuǎn)軸線的軸線位移。第二馬達(dá)和第三馬達(dá)允許使用很大的靶，不同零件從該靶被連續(xù)地?zé)g，且第二馬達(dá)和第三馬達(dá)增加了靶的連續(xù)更換之間的周期的持續(xù)時(shí)間。
[0021]根據(jù)另ー個(gè)可能獨(dú)立的方面，用于涂布零件的設(shè)備包括激光燒蝕設(shè)備，激光束被引導(dǎo)到該設(shè)備中，以便與靶所成的角小于激光束與靶的切線之間的角。這降低了所燒蝕的材料朝進(jìn)入窗反彈的風(fēng)險(xiǎn)，且取消了對(duì)清潔該窗的需要。
[0022]通過在ー個(gè)源設(shè)備中使用用于燒蝕相同的靶或用于燒蝕兩個(gè)不同靶的兩個(gè)激光器可實(shí)現(xiàn)更快的涂布。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]借助于通過舉例的方式給出和由圖1示出的實(shí)施例的描述將更好地理解本發(fā)明，圖1示出了本發(fā)明的設(shè)備的截面視圖。
[0024]零件清單:
I沉積室
2第一涂布設(shè)備:金屬過濾電弧離子源 10連接凸緣
100進(jìn)入沉積室中的引入軸線 20陰極
200陰極的軸線 21陽極
23，24集中線圈
25-27偏轉(zhuǎn)線圈
28金屬離子源
29金屬捕集器
3第二涂布設(shè)備:激光燒蝕源
30激光器
300激光束
31鏡
32靶(如，碳靶)
33第一馬達(dá) 34第二馬達(dá) 35捕集器 36陽極 37窗
38，39偏轉(zhuǎn)線圈 5尚子槍。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備具有單個(gè)沉積室I。待涂布的零件(未示出)(如，基底、鉆、機(jī)械零件等)放置在沉積室I中的ー個(gè)或若干個(gè)零件支座上。取決于應(yīng)用，使用真空生成系統(tǒng)(未示出)可將真空應(yīng)用于沉積室I中。[0026]沉積室I包括用于連接各種涂布設(shè)備的多個(gè)連接凸緣10。在本文獻(xiàn)中，短語〃涂布設(shè)備"大體上表示可用作用于生成朝沉積室I引導(dǎo)的材料流的源以便涂布該室內(nèi)的零件的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，至少兩個(gè)連接凸緣10是相同的或至少是相容的，以便可相等地將ー個(gè)設(shè)備連接到一個(gè)凸緣上或連接到另ー個(gè)凸緣上。
[0027]在示出的實(shí)例中，沉積室I具有兩個(gè)相同的連接凸緣10，但可使用兩個(gè)以上的凸緣。凸緣優(yōu)選為真空凸緣。以金屬過濾電弧離子源2的形式的第一涂布設(shè)備連接到連接凸緣10中的一者上，而以激光燒蝕源3的形式的第二涂布設(shè)備連接到所示實(shí)例的另ー個(gè)連接凸緣10上。由于該設(shè)備具有兩個(gè)相容的連接凸緣10，故還將有可能的是，以其它布置來將不同類型的設(shè)備安裝到相同的沉積室I上，例如:
n相同類型的兩個(gè)或多個(gè)金屬過濾電弧離子源，以用于更快和/或更加均勻地沉積金屬涂層；
n不同類型的兩個(gè)或多個(gè)金屬過濾電弧離子源，以用于以兩個(gè)不同的金屬層來涂布零
件；
n相同類型的兩個(gè)或多個(gè)激光燒蝕源，以用于以該過程來更快或更加均勻地沉積材料(如，碳)；
n不同類型的兩個(gè)或多個(gè)激光燒蝕源，以用于以兩個(gè)不同的材料層來涂布零件；n ー個(gè)或多個(gè)低能離子槍5，例如，基于霍爾加速器，例如，以便以離子束來拋光零件，或以便由離子注入來硬化表面；
n 一個(gè)或多個(gè)磁控管，磁控管可為平衡的或不平衡的； n ー個(gè)或多個(gè)CVD裝置，如，等離子增強(qiáng)的CVD裝置； n一個(gè)或多個(gè)加熱或冷卻裝置； n或它們的任何組合。`
[0028]所有那些設(shè)備都具有相同的凸緣，且可互換地安裝在設(shè)備的任何不同凸緣上。
[0029]在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)設(shè)備用于沉積底層(如，金屬層)，而另ー個(gè)設(shè)備用于沉積外層(如，硬碳層或DLC層)。因此，可能以單個(gè)設(shè)備來將各種連續(xù)層沉積在相同零件的表面上。
[0030]因此，可提出或出售具有包括各種涂布設(shè)備的組合的單個(gè)室，使用者可選擇涂布設(shè)備和圍繞沉積室I將其安裝到各個(gè)等同的位置上，以便適于其需要和適于用于不同零件的各種涂布要求。
[0031]盡管在大多數(shù)情形中，將ー個(gè)接ー個(gè)地使用不同的涂布設(shè)備，以便在單個(gè)零件上連續(xù)地涂布不同涂布材料的疊加層，對(duì)ー些過程還有可能的是，同時(shí)使用兩個(gè)設(shè)備，例如，兩個(gè)相同的設(shè)備，以便加快沉積過程，或兩個(gè)不同的設(shè)備，以便混合射束和沉積具有來自不同源的混合材料的層。此外，如果在各個(gè)設(shè)備的使用之間更換室中的零件，則不同的涂布設(shè)備可用于不同的過程中，以用于涂布不同的零件。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，至少ー個(gè)金屬過濾電弧離子源2包括兩個(gè)不同的金屬離子源28。兩個(gè)源的使用提高了沉積速率，且在涂布零件時(shí)，改善了形成于沉積室I內(nèi)的等離子的均勻性，導(dǎo)致更快和更規(guī)則的涂布。各個(gè)源均具有將用于涂布的金屬或材料的陰極20，以及ー個(gè)或若干個(gè)陽極21，以在觸動(dòng)至少一個(gè)電流源時(shí)產(chǎn)生電弧放電，以便從陰極獲取材料。[0033]陰極優(yōu)選為具有圓錐形的形狀，以便在服務(wù)時(shí)間期間使沉積均勻。當(dāng)表面陰極被侵蝕以致于其與靶的距離增加吋，陰極表面由于圓錐形的形狀而増大，以便沉積速率保持大致恒定。
[0034]偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括包繞正好在陰極20之后的導(dǎo)管的一部分的兩個(gè)線圈23，24。那些線圈23，24用于集中沿陰極20的軸線200從陰極20獲取的粒子流，且用以減小相對(duì)于導(dǎo)管的側(cè)壁的分散。
[0035]使得各個(gè)陰極20的軸線200與進(jìn)入沉積室I中的引入軸線100成角a，引入軸線100也是凸緣10的中心軸線。因此，發(fā)射的粒子束需要從初始發(fā)射方向100偏轉(zhuǎn)到進(jìn)入沉積室I中的引入方向。該偏轉(zhuǎn)由至少ー個(gè)第一偏轉(zhuǎn)線圈27產(chǎn)生,第一偏轉(zhuǎn)線圈27圍繞連接凸緣10安裝，以便正好在其引入沉積室I中之前由偏轉(zhuǎn)束穿過。設(shè)在金屬離子源28后面的另ー個(gè)可選的線圈25與線圈27協(xié)作，以用于朝所述沉積室偏轉(zhuǎn)所述金屬離子束。作為優(yōu)選，那些線圈25和線圈27分別具有圓柱形或圓環(huán)形狀，其具有對(duì)應(yīng)于連接凸緣10的軸線和對(duì)應(yīng)于引入軸線100的軸線。該偏轉(zhuǎn)用作過濾手段，以用于從粒子中過濾出具有不同于平均期望重量的重量的中性粒子，它們不沿不同的方向分別偏轉(zhuǎn)。由射束穿過的金屬捕集器29保持在用于捕集具有不同重量的離子的變化的電勢(shì)下。
[0036]第二線圈26優(yōu)選為布置成閉合的，且平行于第一線圈27，以便由偏轉(zhuǎn)束穿過。該第二線圈與沉積室的另ー側(cè)上的另ー個(gè)線圈38協(xié)作，以便控制和均化由電弧離子源2或由激光燒蝕源3在沉積室內(nèi)產(chǎn)生的粒子云。
[0037]角a優(yōu)選為小于135°，甚至優(yōu)選為小于120°，以提供足夠的偏轉(zhuǎn)和足夠的過濾。然而，根據(jù)與所有的其它方面相獨(dú)立的本發(fā)明的方面，該角還大于90°，優(yōu)選為大于95°，以避免其中兩個(gè)金屬過濾電弧離 子源2的軸線200對(duì)準(zhǔn)的情形，以及其中由一個(gè)源產(chǎn)生的射束將朝另一個(gè)源引導(dǎo)的情形。該具體布置避免在兩條射束之間的交會(huì)處對(duì)任何護(hù)罩或擋板元件的需要，因此，導(dǎo)致更簡(jiǎn)單和更加緊湊的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)也更容易清潔。此外，由于射束未對(duì)準(zhǔn)，故該設(shè)置改善了兩個(gè)射束的混合和空間擴(kuò)散，因此，導(dǎo)致在室I內(nèi)的粒子的更加均勻的分布。
[0038]在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)金屬離子源28的軸線200未處于相同平面中，而是處于兩個(gè)平行或不平行的平面中，以便將來自源28的兩條射束沿公共導(dǎo)管但沿兩個(gè)相異的方向引入沉積室I中。這對(duì)在涂布時(shí)改善粒子沿垂直于附圖的平面的方向的分布和改善形成于沉積室I內(nèi)的等離子的均勻性是有用的，因此導(dǎo)致改善的涂布質(zhì)量。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，涂布設(shè)備包括疊加在彼此上的兩對(duì)金屬離子源28，因此提供更快的涂布和/或不同陰極的連續(xù)更換，而不完全中斷涂布過程。
[0040]驅(qū)動(dòng)兩個(gè)金屬離子源28的電流發(fā)生器優(yōu)選為生成具有包括IHz到IOOHz之間的頻率，大致小于I’OOOHz的頻率的脈沖電流，且更常用于常規(guī)金屬離子源中。在優(yōu)選實(shí)施例中，輸送至第二離子源28的電流相對(duì)于輸送至第一離子源28的電流移相，因此對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)導(dǎo)致較小的干擾，且粒子流更連續(xù)流入沉積室I中。各個(gè)脈沖優(yōu)選為均具有150mJ或以上的能量。各個(gè)脈沖優(yōu)選為均高于4’ 000A,因此，大致大于常規(guī)系統(tǒng)中使用的大約I’ 000A的常規(guī)電流。測(cè)試和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)示出，該較高的電流盡管需要更復(fù)雜的電子設(shè)備，但提供了改善的且更規(guī)則的零件涂布。
[0041]附圖中示出的設(shè)備還包括在第二連接凸緣10上安裝到沉積室I上的脈沖激光燒蝕源3，第二連接凸緣10與離子源2連接到其上的第一連接凸緣10相同或相客。脈沖激光燒蝕源3適合于燒蝕靶32，如，石墨靶或碳靶。該脈沖激光燒蝕源3為有用的，因?yàn)槠淠軌虍a(chǎn)生較高純度的膜，例如，如金剛石類涂層(DLC)。激光源30生成經(jīng)由窗37引導(dǎo)到碳靶32上的脈沖激光束300。聚焦透鏡(未示出)可用于集中激光束。
[0042]激光束以大致相切的角到達(dá)圓柱形的靶32上，以便立即從靶32中蒸發(fā)的碳離子沿不同于激光的始發(fā)方向的方向投射。這對(duì)防止碳沉積在窗37上是有用的。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，激光束300與靶32的切線產(chǎn)生小于45°的角，優(yōu)選為小于20°。作為優(yōu)選，控制由步進(jìn)馬達(dá)34控制的移動(dòng)的鏡31，以便在靶32的期望地點(diǎn)處偏轉(zhuǎn)激光束。
[0043]第一馬達(dá)33用于持續(xù)地或以連續(xù)的步驟旋轉(zhuǎn)圓柱形的靶32。第二馬達(dá)34用于相對(duì)于靶沿圓柱形的靶32的軸線移動(dòng)鏡32，以便改變燒蝕的圓柱的縱向部分。兩個(gè)馬達(dá)33，34控制為產(chǎn)生靶32的整個(gè)表面的規(guī)則的燒蝕。附加的馬達(dá)可選地用于相對(duì)于激光器沿垂直于入射激光束的方向移動(dòng)靶32，因此確保激光束總是到達(dá)靶32的表面。在一種選擇中，人工地完成用于補(bǔ)償減小的靶的直徑的該位移。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)激光器30都設(shè)在相同的脈沖激光燒蝕源3內(nèi)，且用于同時(shí)攻擊相同的碳靶32或兩個(gè)不同的靶32，以此導(dǎo)致更快的燒蝕和更快的涂布。
[0045]從靶32燒蝕的粒子流被引導(dǎo)到彎曲的導(dǎo)管上，該導(dǎo)管將粒子流聯(lián)結(jié)至沉積室1，且使用由粒子束穿過的偏轉(zhuǎn)線圈38來使粒子流在該導(dǎo)管內(nèi)偏轉(zhuǎn)。該線圈38優(yōu)選為安裝在導(dǎo)軌上，以便線圈38可沿導(dǎo)管人工地旋轉(zhuǎn)和位移，以便控制偏轉(zhuǎn)。已經(jīng)提到的第二線圈39由射束穿過，且與沉積室的另ー側(cè)上的線圈26協(xié)作，以便控制沉積室內(nèi)的云的均勻性。
[0046]導(dǎo)管內(nèi)的彎曲角優(yōu)選為包括在30°到60°之間，且優(yōu)選為45°，以便提供適中的過濾和使ー些較大的碳粒子保持在彎曲的射束內(nèi)，因此導(dǎo)致比如果使用更彎曲或甚至雙倍彎曲的導(dǎo)管更快和更好的涂布。捕集器35在導(dǎo)管內(nèi)捕集具有不同重量的粒子。
[0047]該方法還涉及從未 涂布的零件開始制造涂布的零件的方法，所述方法使用圍繞公共沉積室的多個(gè)涂布設(shè)備，其中所述沉積室包括多個(gè)等同的凸緣，且其中該方法包括將金屬過濾電弧離子源安裝到所述凸緣中的任何一者上，將激光燒蝕源安裝到任何其它所述凸緣上，以及將不同涂布材料的不同層連續(xù)地沉積到所述沉積室內(nèi)的零件上。該方法和如上所述的新金屬過濾離子源和激光燒蝕源的使用導(dǎo)致了具有之前從未達(dá)到的涂布性能的新零件的制造，尤其是就純度和規(guī)則度而言。
【權(quán)利要求】
1.一種用于涂布零件的設(shè)備，包括沉積室(I)和多個(gè)涂布設(shè)備(2，3)，所述涂布設(shè)備(2，3)用于同時(shí)地或連續(xù)地向所述沉積室(I)提供涂布材料， 其中至少ー個(gè)所述涂布設(shè)備(2)為金屬過濾電弧離子源(2)， 其中至少另ー個(gè)所述涂布設(shè)備(3)為從激光燒蝕源(3)、磁控管、CVD設(shè)備或低能離子槍(5)中選擇出的設(shè)備， 其特征在于，至少兩個(gè)所述涂布設(shè)備(2，3)經(jīng)由連接凸緣(10)可除去地連接到所述沉積室⑴上， 其中至少兩個(gè)所述凸緣(10)為相同的，以便所述涂布設(shè)備(2，3)中的一者可經(jīng)由不同的凸緣(10)連接到所述沉積室(10)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述金屬過濾電弧離子源(2)包括至少ー對(duì)金屬離子源(28)，各個(gè)金屬離子源均具有至少ー個(gè)陰極(20)、至少ー個(gè)陽極(21)和相關(guān)聯(lián)的線圈(23，24，25，26，27)，其中在各個(gè)所述對(duì)內(nèi)的所述兩個(gè)金屬離子源(28)的發(fā)射方向之間的所述角度W )大于90°，但小于170°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在干，在各個(gè)所述對(duì)內(nèi)的所述兩個(gè)金屬離子源(28)的所述發(fā)射方向未處于相同平面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括疊加在彼此上的兩對(duì)金屬離子源(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求3中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述陰極(20)具有圓錐形的形狀，以便在服務(wù)時(shí)間期間使沉積均勻。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求5中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，各個(gè)所述金屬離子源(28)包括用于集中所述金屬離子束的兩 個(gè)集中線圈(23，24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求6中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述金屬過濾電弧離子源(2)包括由各個(gè)所述金屬離子源產(chǎn)生的所述金屬離子束穿過的至少ー個(gè)第一線圈(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述金屬過濾電弧離子源(2)包括在所述金屬離子源后面的至少ー個(gè)第二線圈(25)，所述第一線圈與所述第二線圈協(xié)作，以用于朝所述沉積室偏轉(zhuǎn)所述金屬離子束。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于生成脈沖電流的至少ー個(gè)電流源，所述脈沖電流用于向所述金屬電弧離子源供能，其中所述電流源布置成用于產(chǎn)生具有在IHz到IOOHz之間的頻率下的高于4000A的最大振幅的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述激光燒蝕源(3)包括至少ー個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈(39)，所述線圈(39)用于偏轉(zhuǎn)和過濾由所述激光燒蝕源燒蝕的所述粒子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，用于偏轉(zhuǎn)和過濾由所述激光燒蝕源燒蝕的所述粒子的所述偏轉(zhuǎn)線圈(39)為可旋轉(zhuǎn)的，以用于控制所述粒子束的偏轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括由所述金屬離子束穿過的至少ー個(gè)線圈(26)和由所述激光燒蝕源燒蝕的所述粒子束穿過的至少ー個(gè)線圈(38)，所述線圈(26，38)協(xié)作，以用于控制所述沉積室(I)內(nèi)的所述粒子的分散。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求12中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述激光燒蝕源(3)包括激光器(30)、用于朝靶(32)偏轉(zhuǎn)由所述激光器產(chǎn)生的所述激光束的鏡(31)、用于旋轉(zhuǎn)所述靶的第一馬達(dá)(33)，以及用于使所述鏡位移以便燒蝕所述靶的不同部分的第二馬達(dá)(34)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，使得所述激光束(300)與所述靶(32)的切線成小于45°的角。
15.根據(jù)權(quán)利要求13至權(quán)利要求14中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于使所述靶相對(duì)于所述激光束沿平行于所述靶的旋轉(zhuǎn)軸線的軸線位移的第三馬達(dá)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求15中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述激光燒蝕源包括用于燒蝕一個(gè)或多個(gè)靶的兩個(gè)激光器(30)。
17.一種由未涂布的零件制造涂布的零件的方法，所述方法使用圍繞公共沉積室(I)的多個(gè)涂布設(shè)備(2，3)，其中所述沉積室(I)包括多個(gè)相容的連接凸緣(10)， 所述方法包括將金屬過濾電弧離子源(2)安裝在任何ー個(gè)所述連接凸緣(10)上，將激光燒蝕源(3)安裝到任何其它所述連接凸緣(10)上，以及將不同涂布材料的不同層連續(xù)地沉積在所述沉積室(I)內(nèi)的一個(gè)或`多個(gè)零件上。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103459652SQ201080071083
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月11日
【發(fā)明者】S.米克海洛夫 申請(qǐng)人:Nci瑞士納米涂層公司