圆筒式磁控溅射靶的磁场仿真与结构设计

摘要：

目的 探究一种可用于实现圆柱形工件外表面镀膜设备的可能性,设计了一种新型的圆筒式磁控溅射靶结构,溅射在圆筒状靶材内表面发生,从整个圆周方向对工件外表面镀膜,以改善传统长管工件镀膜设备体积庞大、结构复杂的不足.方法 首先对圆筒式磁控溅射靶进行初始结构设计,再运用有限元分析软件COMSOL中静磁无电流仿真模块,通过控制变量法对溅射靶内部冷却背板厚度d1、内磁环轴向高度h1、内磁环径向宽度Δr1、外磁环轴向高度h2、外磁环径向宽度Δr2 以及内外磁环间距d2不同结构参数下的靶面水平磁感应强度值进行仿真与研究.在此基础上进行磁场优化并设计出溅射靶的理想磁铁结构参数.结果 计算结果表明,当冷却背板厚度为13 mm,外磁环内径为 266 mm、外径为310 mm、厚度为 20 mm,内磁环内径为270 mm、外径为 310 mm、厚度为 22 mm,内外磁环间距为 50 mm时,距靶面上方 3 mm处最大水平磁感应强度为 40 mT,磁场分布均匀区域可达40%左右.结论 此外考虑溅射靶内部的水冷、密封以及绝缘结构,最终设计的圆筒式磁控溅射靶整体高384 mm,最大直径432 mm,结构紧凑可靠,为长管工件外表面金属薄膜的制备提出了一种新的磁控溅射靶结构.

关键词：磁控溅射靶、磁场仿真、有限元分析、优化、结构设计、圆筒式

所属期刊栏目：52

分类号：TG174.442(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：371-379