專利名稱：復(fù)合等離子體表面處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件表面處理裝置，具體涉及一種復(fù)合等離子體表面處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)零部件表面的性能提出了越來(lái)越高的要求，因此工件表面改性技術(shù)受到了越來(lái)越多的重視，如離子注入、氮化、濺射沉積、陰極弧注入沉積等。實(shí)際應(yīng)用表明，工件表面的單一處理技術(shù)很難滿足復(fù)雜的表面性能需求，如僅僅單一的離子注入很難獲得厚的抗重載的表面改性層，所以，對(duì)工件的復(fù)合表面處理技術(shù)受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，可產(chǎn)生多種粒子或離子，使工件表面獲得較厚膜層的復(fù)合等離子體表面處理裝置。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它由真空裝置1、二級(jí)真空裝置6、擴(kuò)散泵2、旋片泵3、管道4、第一閥門7、第二閥門5、接盤(pán)8、電纜9、動(dòng)力輸入裝置10組成；擴(kuò)散泵2通過(guò)第一閥門7、管道4及第二閥門5與真空裝置1中的真空室1-2和旋片泵3相連接，真空裝置1中的上蓋1-3通過(guò)接盤(pán)8與二級(jí)真空裝置6中的二級(jí)真空室6-1相連接；所述的真空裝置1包括真空室1-2、上蓋1-3、磁控濺射靶1-4、真空陰極弧1-5、觀察窗1-6、射頻天線1-7、樣品臺(tái)1-10、進(jìn)水口1-11、出水口1-12、絕緣套1-13、密封件1-14；真空室1-2的上端裝有上蓋1-3，真空室1-2的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口1-11、出水口1-12、觀察窗1-6，真空室1-2的側(cè)壁上裝有磁控濺射靶1-4、真空陰極弧1-5，真空室1-2的內(nèi)腔裝有射頻天線1-7和樣品臺(tái)1-10，樣品臺(tái)1-10與動(dòng)力輸入裝置10中的中心電極10-1相連接，中心電極10-1與真空室1-2的底座之間裝有絕緣套1-13，絕緣套1-13與中心電極10-1之間裝有密封件1-14，中心電極10-1上的電刷10-2與電纜9中的高壓電纜9-1相連接。
本發(fā)明有以下有益效果1、本發(fā)明為了獲得等離子體表面處理的多功能化，在真空室側(cè)壁上配置了磁控濺射靶、真空陰極弧、射頻天線等粒(離)子產(chǎn)生裝置，通過(guò)多種粒子的產(chǎn)生，可使工件獲得較厚的膜層，也可使所獲得的膜層種類多樣化，真空室的極限真空為8×10-4Pa。2、為了產(chǎn)生所需要的金屬等離子體，采用真空陰極弧，利用真空電弧原理來(lái)蒸發(fā)金屬材料(包括碳)，同時(shí)獲得離化，從而得到所需要的等離子體，該等離子體可以經(jīng)過(guò)一個(gè)磁場(chǎng)過(guò)濾去除真空電弧放電時(shí)產(chǎn)生的大顆粒，也可以直接使用。3、采用磁控濺射靶，不僅能產(chǎn)生所需的金屬粒子，而且還能產(chǎn)生絕緣材料粒子，但產(chǎn)生的粒子多數(shù)為中性的，為獲得高膜基結(jié)合力的膜需要外加粒子轟擊或調(diào)節(jié)溫度高低。4、采用射頻天線和電容耦合技術(shù)，可產(chǎn)生所需要的氣體等離子體，并可使等離子體分布均勻。5、為了使工件的各個(gè)表面處理均勻一致，樣品臺(tái)通過(guò)中心電極帶動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由于樣品臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)及等離子體的空間彌漫，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)異型工件的表面處理。6、在真空室裝置的設(shè)計(jì)上充分考慮了工作的簡(jiǎn)便性和可操作性，采用上蓋作為真空室門，可獲得較大的操作空間，并可通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)控制上蓋開(kāi)啟。7、為了加速等粒子體中的粒子轟擊注入工件表面，形成注入效應(yīng)，采用高壓脈沖電源；為了獲得等離子體基離子增強(qiáng)沉積效應(yīng)，獲得高膜基結(jié)合力的膜，同時(shí)優(yōu)化膜層內(nèi)應(yīng)力、膜層結(jié)構(gòu)和表面性能，采用低壓脈沖電源。8、在真空室的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，可使真空室壁用循環(huán)水冷卻，同時(shí)上蓋也用循環(huán)水冷卻。9、在中心電極與真空室的底座之間裝有由聚四氟乙烯材料制成的絕緣套，絕緣套與中心電極之間采用動(dòng)密封，保證中心電極轉(zhuǎn)動(dòng)。10、在真空室側(cè)壁上設(shè)有觀察窗，利于操作者觀察工件表面處理的整個(gè)過(guò)程。11、在真空室側(cè)壁上設(shè)有備用接口，為與其它部件連接提供方便。12、真空室上蓋通過(guò)接盤(pán)與二級(jí)真空室連接，為較長(zhǎng)尺寸工件的表面處理提供了方便，不用時(shí)可拆卸。13、二級(jí)真空室上端的蓋板采用動(dòng)密封，以保證電極或工件活動(dòng)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖面圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1、圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由真空裝置1、二級(jí)真空裝置6、擴(kuò)散泵2、旋片泵3、管道4、第一閥門7、第二閥門5、接盤(pán)8、電纜9、動(dòng)力輸入裝置10組成；擴(kuò)散泵2通過(guò)第一閥門7、管道4及第二閥門5與真空裝置1中的真空室1-2和旋片泵3相連接，真空裝置1中的上蓋1-3通過(guò)接盤(pán)8與二級(jí)真空裝置6中的二級(jí)真空室6-1相連接，所述的真空裝置1由真空室1-2、上蓋1-3、磁控濺射靶1-4、真空陰極弧1-5、觀察窗1-6、射頻天線1-7、樣品臺(tái)1-10、進(jìn)水口1-11、出水口1-12、絕緣套1-13、密封件1-14組成；真空室1-2的上端裝有上蓋1-3，真空室1-2的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口1-11、出水口1-12、觀察窗1-6，真空室1-2的側(cè)壁上裝有磁控濺射靶1-4、真空陰極弧1-5，真空室1-2內(nèi)腔裝有射頻天線1-7和樣品臺(tái)1-10，樣品臺(tái)1-10與動(dòng)力輸入裝置10中的中心電極10-1相連接，中心電極10-1與真空室1-2的底座之間裝有絕緣套1-13，所述的絕緣套1-13采用聚四氟乙烯絕緣材料制成，絕緣套1-13與中心電極10-1之間裝有動(dòng)密封的密封件1-14，保證中心電極10-1轉(zhuǎn)動(dòng)，絕緣套1-13與中心電極10-1之間裝有密封件1-14，中心電極10-1上的電刷10-2與電纜9中的高壓電纜9-1相連接，所述的真空室6-1及二級(jí)真空室6-1采用不銹鋼材料制成，真空室的直徑為Φ400mm，高為400mm。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的二級(jí)真空裝置6由二級(jí)真空室6-1、法蘭6-2、密封圈6-3、蓋板6-4組成；二級(jí)真空室6-1的上端連接有法蘭6-2，法蘭6-2的上端裝有蓋板6-4，在蓋板6-4的內(nèi)孔中裝有密封圈6-3，其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的動(dòng)力輸入裝置10由電機(jī)10-3、絕緣體10-4、中心電極10-1、電刷10-2組成；電機(jī)10-3通過(guò)絕緣體10-4與中心電極10-1相連接，中心電極10-1上裝有電刷10-2，電機(jī)10-3座在支架11上，其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的電纜9由高壓電纜9-1、高壓脈沖電纜9-2、低壓脈沖電纜9-3組成；高壓電纜9-1通過(guò)開(kāi)關(guān)12與高壓脈沖電纜9-2或低壓脈沖電纜9-3相連接，其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，在真空室1-2的側(cè)壁上增加有備用接口1-8。
本裝置選用K-150型擴(kuò)散泵2一臺(tái)，2X-4型旋片泵3一臺(tái)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合等離子體表面處理裝置，它由真空裝置(1)、二級(jí)真空裝置(6)、擴(kuò)散泵(2)、旋片泵(3)、管道(4)、第一閥門(7)、第二閥門(5)、接盤(pán)(8)、電纜(9)、動(dòng)力輸入裝置(10)組成；其特征在于擴(kuò)散泵(2)通過(guò)第一閥門(7)、管道(4)及第二閥門(5)與真空裝置(1)中的真空室(1-2)和旋片泵(3)相連接，真空裝置(1)中的上蓋(1-3)通過(guò)接盤(pán)(8)與二級(jí)真空裝置(6)中的二級(jí)真空室(6-1)相連接，所述的真空裝置(1)包括真空室(1-2)、上蓋(1-3)、磁控濺射靶(1-4)、真空陰極弧(1-5)、觀察窗(1-6)、射頻天線(1-7)、樣品臺(tái)(1-10)、進(jìn)水口(1-11)、出水口(1-12)、絕緣套(1-13)、密封件(1-14)；真空室(1-2)的上端裝有上蓋(1-3)，真空室(1-2)的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口(1-11)、出水口(1-12)、觀察窗(1-6)，真空室(1-2)的側(cè)壁上裝有磁控濺射靶(1-4)、真空陰極弧(1-5)，真空室(1-2)內(nèi)腔裝有射頻天線(1-7)和樣品臺(tái)(1-10)，樣品臺(tái)(1-10)與動(dòng)力輸入裝置(10)中的中心電極(10-1)相連接，中心電極(10-1)與真空室(1-2)的底座之間裝有絕緣套(1-13)，絕緣套(1-13)與中心電極(10-1)之間裝有密封件(1-14)，中心電極(10-1)上的電刷(10-2)與電纜(9)中的高壓電纜(9-1)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合等離子體表面處理裝置，其特征在于二級(jí)真空裝置(6)由二級(jí)真空室(6-1)、法蘭(6-2)、密封圈(6-3)、蓋板(6-4)組成；二級(jí)真空室(6-1)的上端連接有法蘭(6-2)，法蘭(6-2)的上端裝有蓋板(6-4)，在蓋板(6-4)的內(nèi)孔中裝有密封圈(6-3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合等離子體表面處理裝置，其特征在于動(dòng)力輸入裝置(10)由電機(jī)(10-3)、絕緣體(10-4)、中心電極(10-1)、電刷(10-2)組成；電機(jī)(10-3)通過(guò)絕緣體(10-4)與中心電極(10-1)相連接，中心電極(10-1)上裝有電刷(10-2)，電機(jī)(10-3)座在支架(11)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合等離子體表面處理裝置，其特征在于電纜(9)由高壓電纜(9-1)、高壓脈沖電纜(9-2)、低壓脈沖電纜(9-3)組成；高壓電纜(9-1)通過(guò)開(kāi)關(guān)(12)分別與高壓脈沖電纜(9-2)或低壓脈沖電纜(9-3)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合等離子體表面處理裝置，其特征在于真空室(1-2)的側(cè)壁上增加有備用接口(1-8)。
全文摘要
復(fù)合等離子體表面處理裝置。本發(fā)明涉及一種工件表面處理裝置。擴(kuò)散泵(2)通過(guò)管道(4)與真空室(1－2)和旋片泵(3)相連接，真空室1－2的上蓋1－3與二級(jí)真空室(6－1)相連接，真空室(1－2)的側(cè)壁上設(shè)有觀察窗(1－6)，真空室(1－2)的側(cè)壁上裝有磁控濺射靶(1－4)、真空陰極弧(1－5)，真空室(1－2)內(nèi)腔裝有射頻天線(1－7)和樣品臺(tái)(1－10)，樣品臺(tái)(1－10)與中心電極(10－1)相連接，中心電極(10－1)與真空室(1－2)的底座之間裝有絕緣套(1－13)，絕緣套(1－13)與中心電極(10－1)之間裝有密封件(1－14)，中心電極(10－1)上的電刷(10－2)與高壓電纜(9－1)相連接。本裝置通過(guò)產(chǎn)生多種粒子使工件表面獲得較厚的膜層和膜層多樣化。本裝置用于工件表面復(fù)合等離子體處理上。
文檔編號(hào)C23C28/00GK1603466SQ20041004401
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者田修波, 崔江濤, 楊士勤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)