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真空离子清洗机的离子源有哪些设计要点-广东振华真空镀膜设备

Kaufman离子源是真空离子清洗机的一大重要组成部分,它一般以惰性气体(氩气)为工质,运作环境要求10⁻¹Pa~10⁻²Pa的压力范围。当加热阴极灯丝至白炽状态,可发射电子时,加几十伏的正电压在阳极上,可得到惰性气体(氩气)的辉光放电,于放电产生的等离子体中,筛选出均匀且准直的离子束,这需要设计一套离子引出系统。为了刻蚀非导体材料不使工件的表面积累正电荷,则需要加装一个发射电子的热丝中和器,可将氩离子束中和成氩原子束,来对样品表面进行刻蚀。

因此,离子清洗机离子源应该由离子引出系统、放电室、接地屏蔽及中和器等结构组成。它的结构设计主要涉及以下两点:

1、等离子体桥中和器的设计

想要对非导体材料的样品进行有效的刻蚀,且由于反应离子束中氯基、氟基活性离子对热丝中和器的强腐蚀影响,则有必要设计一个等离子体桥中和器了。该中和器为可拆卸式结构。该装置的结构主要是由外壳、引出极、阳极筒以及钽丝阴极所组成。以不锈钢圆筒为外壳,以带小孔的不锈钢圆片作为引出极,外壳筒体上固定双屏蔽陶瓷。

2、空心阴极离子源结构设计

阳极采用200mm的直径;采用无磁不锈钢圆筒制作放电室的外壳;采用导磁率高的低碳钢材料制作放电室底板、屏极靴和阴极靴。两端紧固低碳钢轴套的铝镍钴5永久磁棒,选择合适的螺钉将其在放电底板和屏极靴上紧固,形成自阴极靴至屏极靴的发散磁场。无磁不锈钢环形腔体采用压环在放电室底板上紧固,同轴于底板,均匀地开一些导流小孔在外侧面上,开一个较大的孔在靠近底板的一方,紧配于底板外面安装的气体导管,分流器进入活性工质,再均匀地径向注入放电室。

用螺钉将空心阴极组件连接阴极靴,位于放电室底板中心。空心阴极组件是由阴极(多元硼化物电子发射体)、引出极、触持极和电子分配挡板等所组成。利用三个加屏蔽帽的绝缘子将引出极紧固在安装座上;利用两个加屏蔽帽的绝缘子将电子分配挡板固定在引出极上。

选择两块精确对中的多个孔钼制平板栅极在放电室前端平行安装,可作为真空离子清洗机的离子引出系统。放电室和变孔屏栅同电位,通过四个加屏蔽的绝缘子将等孔加速极紧固在屏极靴上,需要保持1.4mm左右的栅板的间隙。