本實用新型涉及涂層技術領域，特別涉及一種磁場可調的磁控濺射涂層系統。

背景技術：

目前，一般的真空涂層設備采用固定式永磁場系統。磁場系統是整個涂層設備的重要組成部分。磁場的分布和強弱直接影響著氣體離化率、濺射率及沉積速率。磁場的強弱又取決于靶材和對應磁鐵的距離。距離越近，磁場越強，距離越遠，磁場越弱。另外，靶材的消耗也會影響磁場的強度。磁場減弱后，轟擊靶材力度減弱，電子螺旋線狀運行的半徑減小，從而減小電子和靶材撞擊的概率，氣體離化率會降低，導致二次電子減少，電壓明顯升高，濺射產額降低，從而降低沉積速率。磁場增強后，轟擊靶材力度增強，磁控靶的陰極工作電壓會隨著靶面磁場的增加而降低，也隨著靶面的濺射刻蝕槽加深而降低。濺射電流也隨著靶面的濺射刻蝕槽加深而加大，從而導致靶材的利用率降低，同時因沉積速率的加快，涂層的均勻性得不到保障。

因此，傳統涂層設備無法在工藝過程中控制磁場強度，從而很難控制濺射率、沉積速率等各項參數，以至于涂層的一致性和均勻性難以保證。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種磁場可調的磁控濺射涂層系統，可以實現對磁場強度的調控，從而可以控制氣體離化率、濺射率及沉積速率，進而保障涂層的一致性和均勻性。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現：一種磁場可調的磁控濺射涂層系統，包括真空腔室、靶材、磁鐵、步進電機、直流脈沖電源和PLC單元，靶材設置于真空腔室中，磁鐵設置于靶材的后方，步進電機連接有齒輪傳動機構，該齒輪傳動機構連接有連桿機構，連桿機構又與磁鐵連接，步進電機通過齒輪傳動機構和連桿機構的配合帶動磁鐵前后移動，該直流脈沖電源具有負極、正極、電源控制端口和電源通信端口，真空腔室上設有陰極和陽極，直流脈沖電源的負極與陰極連接，直流脈沖電源的正極與陽極連接，該PLC單元包括CPU、通信模塊、輸入模塊和輸出模塊，直流脈沖電源的電源通信端口通過profibus總線與PLC單元的通信模塊連接，直流脈沖電源的電源控制端口通過profibus總線與PLC單元的輸出模塊連接，所述步進電機具有電機控制端口和電機通信端口，PLC單元的通信模塊通過profibus總線與步進電機的電機通信端口連接，PLC單元的輸出模塊通過profibus總線與步進電機的電機控制端口連接。

進一步的，該真空腔室連接有冷卻水進水管和冷卻水出水管。

進一步的，所述齒輪傳動機構包括主動齒輪、從動齒輪和傳動帶，該主動齒輪與步進電機連接，傳動帶連接于主動齒輪和從動齒輪之間。

進一步的，所述CPU與PC連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型中的直流脈沖電源的電源通信端口通過profibus總線與PLC單元的通信模塊連接，直流脈沖電源的電源控制端口通過profibus總線與PLC單元的輸出模塊連接，從而通過直流脈沖電源的電壓信號控制PLC單元的輸出模塊信號，而PLC單元的通信模塊又通過profibus總線與步進電機的電機通信端口連接，PLC單元的輸出模塊又通過profibus總線與步進電機的電機控制端口連接，從而可以通過PLC單元的輸出模塊的輸出電壓信號，實現對步進電機的移動行程的控制，以實現對靶材與磁鐵之間的距離的調整，從而實現對磁場強度的調整控制，最終控制氣體離化率、濺射率及沉積速率，保障涂層的一致性和均勻性。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種磁場可調的磁控濺射涂層系統的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1所示，一種磁場可調的磁控濺射涂層系統，包括真空腔室1、靶材2、磁鐵3、步進電機4、直流脈沖電源5和PLC單元18，靶材2設置于真空腔室1中，磁鐵3設置于靶材2的后方，步進電機4連接有齒輪傳動機構，該齒輪傳動機構連接有連桿機構，連桿機構又與磁鐵3連接，步進電機4通過齒輪傳動機構和連桿機構的配合帶動磁鐵3前后移動，該直流脈沖電源5具有負極、正極、電源控制端口501和電源通信端口502，真空腔室1上設有陰極6和陽極7，直流脈沖電源5的負極與陰極6連接，直流脈沖電源5的正極與陽極7連接，該PLC單元18包括CPU8、通信模塊9、輸入模塊10和輸出模塊11，直流脈沖電源5的電源通信端口502通過profibus總線與PLC單元18的通信模塊9連接，直流脈沖電源5的電源控制端口501通過profibus總線與PLC單元18的輸出模塊11連接，所述步進電機4具有電機控制端口402和電機通信端口401，PLC單元18的通信模塊9通過profibus總線與步進電機4的電機通信端口401連接，PLC單元18的輸出模塊11通過profibus總線與步進電機4的電機控制端口402連接。

進一步說，該真空腔室1連接有冷卻水進水管12和冷卻水出水管13，便于對該真空腔室進行冷卻。

進一步說，齒輪傳動機構包括主動齒輪14、從動齒輪15和傳動帶16，該主動齒輪14與步進電機4連接，傳動帶16連接于主動齒輪14和從動齒輪15之間。從動齒輪15通過連桿機構與磁鐵3連接。

進一步說，PLC單元的CPU與PC連接。

磁場與直流脈沖電源的輸出電壓的關系為：磁場越強，直流脈沖電源的輸出電壓越小，輸出電流越大。本實用新型中的直流脈沖電源5通過profibus總線與PLC單元18實現通信，具體的，直流脈沖電源5的電源通信端口502通過profibus總線與PLC單元18的通信模塊9連接，直流脈沖電源5的電源控制端口501通過profibus總線與PLC單元18的輸出模塊11連接， PLC單元18獲得直流脈沖電源5的輸出電壓信號，從而通過直流脈沖電源5的電壓信號控制PLC單元18的輸出模塊信號，而PLC單元18的通信模塊9又通過profibus總線與步進電機4的電機通信端口401連接，PLC單元18的輸出模塊11又通過profibus總線與步進電機4的電機控制端口402連接，從而可以通過PLC單元18的輸出模塊的輸出電壓信號，實現對步進電機4的運行的控制，步進電機4又可通過齒輪傳動機構和連桿機構控制磁鐵3的前后移動行程，以實現對靶材2與磁鐵3之間的距離的調整，從而實現對磁場強度的調整控制，最終得以控制氣體離化率、濺射率及沉積速率，保障涂層的一致性和均勻性。本實用新型中的靶材的磁場強度可調節(jié)，可以任意設定所需要的靶材磁場強度，且不會因工藝過程中靶材的消耗改變磁場強度。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。