小型水冷磁控溅射靶头内部结构设计

该结构为适配1英寸靶材的小型水冷磁控管，主要应用于实验室自研真空磁控溅射镀膜场景，可用于小尺寸样件的金属、介质薄膜制备作业，适配小型真空腔体的安装需求，满足科研场景下小批量薄膜沉积、材料表面改性的工艺要求，能够在低气压辉光放电环境下稳定约束等离子体，提升靶材溅射效率与薄膜成膜均匀性。从功能特性来看，该结构集成了水冷循环通路、磁钢排布组件、靶材固定结构、密封衔接接口，内部的环形磁钢与柱形磁钢形成闭合磁场，可将二次电子约束在靶材表面附近的等离子体区域，减少电子对基片的轰击损伤，同时提升氩气电离效率，降低溅射起辉气压；内置的水冷流道可直接带走靶材溅射过程中产生的热量，避免靶材过热开裂、磁钢高温退磁，保障长时间溅射作业的稳定性。设计过程中优先考虑了小腔体适配性与拆装便捷性，整体采用同轴嵌套式结构，外层壳体作为水冷腔的外壁，内部设置隔层划分进水与出水通路，水流可直接接触靶材背部的导热面，换热效率更高；磁钢组件采用模块化嵌装设计，可根据不同靶材的溅射需求更换不同磁场强度的磁钢，调整靶面的等离子体分布均匀性；密封部位采用多道径向密封圈设计，兼顾真空密封与水冷腔的水压密封，避免真空腔体漏气、冷却水渗漏的问题。外形尺寸方面，主体直径为37mm，适配的靶直径范围为21.7-29mm，屏蔽罩直径为37mm，环形磁钢尺寸为24x20x7.5mm，柱形磁钢尺寸为10x5mm，底部设置标准螺纹衔接接口，可直接与配套的真空腔体馈入法兰对接，安装时无需额外定制转接结构，进水、气路接口采用同轴旁通布局，减少外部管路的干涉，适配小型真空镀膜设备的紧凑安装空间，可直接替换同规格的商用小型溅射靶头，降低自研镀膜装置的搭建成本。