本发明涉及离子源,特指一种线形热丝弧离子源。
背景技术:
1、离子源是使中性原子或分子电离,并从中引出离子束流的装置。其种类多样,常用于涂层的为阳极层离子源,且阳极层离子源在结构上类似一个倒置的磁控溅射靶,并采用阴极包裹阳极,而且在阴极和阳极之间设置有2mm的间隙,并通过间隙屏蔽抑制离子源内部无效等离子体形成,而有效等离子体从内阴极,外阴极以及阳极构成的跑道形缝隙中喷出,并发射线形等离子体。但这种有一个缺陷是,反应气体放电反应的副产物会沿阴极与阳极之间的屏蔽间隙向离子源内部渗透,从而影响阴阳极的绝缘。因此在使用中,阳极层离子源的阴阳极表面的需要频繁的定期清洁,否则将会出现放电“打火”,进而影响工艺稳定性和涂层品质。
2、当然也有不采用间隔屏蔽的离子源种类,比如热丝弧离子源,其是一种常用于离子束蚀刻和离子注入等应用的离子源,通过在加热金属丝,从而使其发射电子,且发射的电子会与气体碰撞并形成等离子体。但现有的热丝弧离子源一般属于点弧,且发射圆形等离子体,因而无法保证涂层的均匀性,从而无法应用于涂层。
3、所以应用涂层由于间隔屏蔽而需要频繁的定期清洗,而不采用间隔屏蔽的并不能应用于涂层。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种线形热丝弧离子源,通过灯丝发射电子,其该电子与气体碰撞可形成线形等离子体,相比较圆形等离子体,线形等离子体的均匀性更好进而可应用涂层,而且由于是热丝弧离子源,并不采用间隔屏幕,故不存在阳极层离子源的问题,因而解决热丝弧离子源无法应用于涂层的问题并避免了频繁的定期清洁。
2、本发明的目的是这样实现的:
3、一种线形热丝弧离子源,包括阳极组件和阴极组件,其中阳极组件包括基板,且阴极组件设置于基板的一侧;
4、所述阴极组件包括灯丝和两个灯丝安装架,且灯丝安装架包括安装块以及设置在安装块上的u型管和金属棒,其中灯丝两端分别设置于两个金属棒上,且基板、安装块和u型管由金属制成,并且u型管两端穿过基板并露出,且u型管与基板之间设置有绝缘件;
5、当与点火电源连接的时候,两个u型管的未被连接的一端分别与点火电源的阴阳极连接,从而对灯丝加热进而发射电子,且该电子与气体碰撞可形成线形等离子体。
6、优选地,所述安装块上设置于安装板,且安装板和灯丝之间设置有弹簧,通过弹簧来补偿灯丝的热膨胀,从而使灯丝在冷态和热态时都能保持直的。
7、优选地,所述基板两侧分别开设有腔室一和腔室二,且腔室一和腔室二之间通过通道连通;
8、所述基板在腔室一一侧设置有盖板一,且盖板一设置有与腔室一连通的进气管,并且基板在腔室二一侧设置有盖板二,且盖板二开设有若干个出气孔;
9、当通气的时候,气体从进气管进入并沿着腔室一、通道和腔室二移动至出气孔一侧并从出气孔出去。
10、优选地,所述基板与盖板一之间采用紧固件连接并设置有密封圈一,且基板与盖板二之间采用紧固件连接并设置有密封圈二。
11、优选地,所述绝缘件包括套管一和套管二,且套管一和套管二均套设在u型管,并且套管一和套管二之间设置有密封圈三;
12、所述套管二外侧套设有连接件,且连接件与基板之间采用紧固件连接。
13、优选地,所述安装块包括上板和底板以及位于上板和底板之间的中间板,其中上板和中间板位于u型管两侧,且底板和中间板位于金属棒两侧。
14、优选地,所述金属棒开槽供灯丝安装;
15、或/和,所述基板在远离灯丝一侧设置有励磁线圈和水管;
16、或/和,所述基板在靠近灯丝一侧设置有密封圈四。
17、优选地,所述两个灯丝安装架移动设置于基板上,通过移动两个灯丝安装架从而改变可放置的灯丝的长度。
18、优选地,所述基板开设有两条长条孔,且绝缘件套设在u型管外侧并移动设置于长条孔内,其中一个绝缘件设置齿条一,且位于这个绝缘件下方的绝缘件设置有齿条二,并且齿条一和齿条二之间设置有齿轮,通过转动齿轮从而同步带动齿条一和齿条二移动进而调节两个u型管之间的距离,并调节了两个金属棒之间的距离,从而调节可放置的灯丝的长度。
19、优选地,所述金属棒转动设置于安装块上,通过转动金属棒从而将多余的灯丝缠绕至金属棒上。
20、本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是:
21、1、本发明通过灯丝发射电子,其该电子与气体碰撞可形成线形等离子体,相比较圆形等离子体,线形等离子体的均匀性更好进而可应用涂层,而且由于是热丝弧离子源,并不采用间隔屏幕,故不存在阳极层离子源的问题,即避免了频繁的定期清洁。
22、2、本发明通过弹簧来补偿灯丝的热膨胀,从而使灯丝在冷态和热态时都能保持直的。
1.一种线形热丝弧离子源,其特征在于,包括阳极组件和阴极组件,其中阳极组件包括基板(1),且阴极组件设置于基板(1)的一侧;
2.根据权利要求1所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述安装块(31)上设置于安装板(35),且安装板(35)和灯丝(2)之间设置有弹簧(36),通过弹簧(36)来补偿灯丝(2)的热膨胀,从而使灯丝(2)在冷态和热态时都能保持直的。
3.根据权利要求1或2所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述基板(1)两侧分别开设有腔室一(11)和腔室二(12),且腔室一(11)和腔室二(12)之间通过通道(13)连通;
4.根据权利要求3所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述基板(1)与盖板一(14)之间采用紧固件连接并设置有密封圈一(171),且基板(1)与盖板二(16)之间采用紧固件连接并设置有密封圈二(172)。
5.根据权利要求1或2所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述绝缘件(34)包括套管一(341)和套管二(342),且套管一(341)和套管二(342)均套设在u型管(32),并且套管一(341)和套管二(342)之间设置有密封圈三(343);
6.根据权利要求1或2所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述安装块(31)包括上板(311)和底板(312)以及位于上板(311)和底板(312)之间的中间板(313),其中上板(311)和中间板(313)位于u型管(32)两侧,且底板(312)和中间板(313)位于金属棒(33)两侧。
7.根据权利要求1或2所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述金属棒(33)开槽供灯丝(2)安装;
8.根据权利要求1或2所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述两个灯丝安装架(3)移动设置于基板(1)上,通过移动两个灯丝安装架(3)从而改变可放置的灯丝(2)的长度。
9.根据权利要求8所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述基板(1)开设有两条长条孔(18),且绝缘件(34)套设在u型管(32)外侧并移动设置于长条孔(18)内,其中一个绝缘件(34)设置齿条一(345),且位于这个绝缘件(34)下方的绝缘件(34)设置有齿条二(346),并且齿条一(345)和齿条二(346)之间设置有齿轮(347),通过转动齿轮(347)从而同步带动齿条一(345)和齿条二(346)移动进而调节两个u型管(32)之间的距离,并调节了两个金属棒(33)之间的距离,从而调节可放置的灯丝(2)的长度。
10.根据权利要求9所述的一种线形热丝弧离子源,其特征在于:所述金属棒(33)转动设置于安装块(31)上,通过转动金属棒(33)从而将多余的灯丝(2)缠绕至金属棒(33)上。
