一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶

本申请涉及磁控溅射，特别是涉及一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶。

背景技术：

1、磁控溅射是一种应用十分广泛的薄膜沉积技术，溅射技术上的不断发展和对新功能薄膜的探索研究，使磁控溅射应用延伸到许多生产和科研领域。

2、传统平面磁控溅射靶根据靶材的形状分为圆形靶材以及矩形靶材，一般采用层流换热结构进行冷却，同时，为方便靶材更换，在传统磁控溅射靶结构中，一般将靶材安装在靶材固定板上，通过靶材固定板与散热介质接触对靶材进行非直接接触式散热，导致换热效率低，导热率低的靶材容易在溅射过程中因为温度过高而开裂，即相关技术中的层流冷却和非直接接触式换热结构存在散热效率低的缺陷。

技术实现思路

1、为了改善相关技术中磁控溅射靶散热效率低的问题，本实用新型提供一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶。

2、一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，包括基座组件、安装在所述基座组件的导磁组件以及安装在所述导磁组件的靶材组件，所述导磁组件包括安装在所述基座组件的导磁座以及安装在所述导磁座的靶材安装座，所述导磁座内具有进水槽以及与所述进水槽连通的出水槽，还包括冷却组件，所述冷却组件包括安装在所述靶材安装座的半导体冷却片，所述半导体冷却片具有热端以及冷端，所述半导体冷却片的热端朝向所述导磁座的进水槽，所述半导体冷却片的冷端与所述靶材组件贴合。

3、进一步的，所述靶材安装座开设有冷却片限位槽，所述半导体冷却片嵌合安装在所述冷却片限位槽中。

4、进一步的，所述冷却组件还包括射流孔板，所述射流孔板安装在所述导磁座，所述射流孔板位于所述进水槽以及所述半导体冷却片之间，所述射流孔板开设有若干导向孔。

5、进一步的，所述导磁座上开设有用于配合所述射流孔板的孔板限位槽，所述射流孔板嵌合安装在所述孔板限位槽中。

6、进一步的，所述冷却组件还包括温度传感器，所述温度传感器位于所述出水槽中。

7、进一步的，所述导磁座上开设有用于配合安装所述温度传感器的安装孔，所述温度传感器嵌合安装在所述安装孔中。

8、进一步的，所述靶材组件包括安装在所述靶材安装座的靶材件以及靶压盖，所述靶材件与所述半导体冷却片贴合。

9、进一步的，所述基座组件包括靶基座以及安装在所述靶基座的绝缘板，所述导磁座安装在所述绝缘板上。

10、本实用新型，具有以下优点：

11、1.本实用新型提供一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，在导磁组件以及靶材组件之间设置冷却组件，冷却组件包括安装在靶材安装座的半导体冷却片，同时半导体片贴合靶材组件，对靶材进行直接接触式散热，利用半导体冷却片冷却率高的特性，当水流从进水槽中出来后，水流会与半导体冷却片热端接触，带走半导体冷却片热端的热量，从而在保证靶材便于更换的情况下，提高冷却效果。本实用新型利用半导体制冷技术结构紧凑、控温精度高、无需制冷剂、可连续工作、无污染等优点，以及射流换热效率高、便于集成的优点，将两种技术相结合，提出一种基于射流与半导体制冷相耦合、直接接触式冷却的磁控溅射靶结构，可有效提升靶材冷却效果，有效解决相关技术中的层流冷却和非直接接触式换热结构存在散热效率低的缺陷。

12、2.本实用新型一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，在设置半导体冷却片的基础上，在导磁座上安装射流孔板，当水流从进水槽中射出时，水流通过射流孔板在压力作用下会形成射流，从而对半导体冷却片的热端进行更高效的冷却，进一步提高冷却效率。

13、3.本实用新型一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，在设置半导体冷却片以及射流孔板的基础上，还设置有温度传感器，通过温度传感器可以方便的得知出水槽中的水温，同时还可根据温度传感器的水温调节进水槽的出水量，从而提高或降低冷却效率，使得靶材件位于恒定的温度下进行运转，保证靶材件不易损坏。

技术特征：

1.一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，包括基座组件(1)、安装在所述基座组件(1)的导磁组件(2)以及安装在所述导磁组件(2)的靶材组件(3)，所述导磁组件(2)包括安装在所述基座组件(1)的导磁座(21)以及安装在所述导磁座(21)的靶材安装座(22)，所述导磁座(21)内具有进水槽(211)以及与所述进水槽(211)连通的出水槽(212)，其特征在于，还包括冷却组件(4)，所述冷却组件(4)包括安装在所述靶材安装座(22)的半导体冷却片(41)，所述半导体冷却片(41)具有热端以及冷端，所述半导体冷却片(41)的热端朝向所述导磁座(21)的进水槽(211)，所述半导体冷却片(41)的冷端与所述靶材组件(3)贴合。

2.根据权利要求1所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述靶材安装座(22)开设有冷却片限位槽(221)，所述半导体冷却片(41)嵌合安装在所述冷却片限位槽(221)中。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述冷却组件(4)还包括射流孔板(42)，所述射流孔板(42)安装在所述导磁座(21)，所述射流孔板(42)位于所述进水槽(211)以及所述半导体冷却片(41)之间，所述射流孔板(42)开设有若干导向孔。

4.根据权利要求3所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述导磁座(21)上开设有用于配合所述射流孔板(42)的孔板限位槽(215)，所述射流孔板(42)嵌合安装在所述孔板限位槽(215)中。

5.根据权利要求3所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述冷却组件(4)还包括温度传感器(43)，所述温度传感器(43)位于所述出水槽(212)中。

6.根据权利要求5所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述导磁座(21)上开设有用于配合安装所述温度传感器(43)的安装孔(216)，所述温度传感器(43)嵌合安装在所述安装孔(216)中。

7.根据权利要求1所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述靶材组件(3)包括安装在所述靶材安装座(22)的靶材件(31)以及靶压盖(32)，所述靶材件(31)与所述半导体冷却片(41)的冷端贴合。

8.根据权利要求1或7所述的一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述基座组件(1)包括靶基座(11)以及安装在所述靶基座(11)的绝缘板(12)，所述导磁座(21)安装在所述绝缘板(12)上。

技术总结
本申请涉及磁控溅射技术领域，特别是涉及一种基于射流和半导体制冷耦合冷却的平面磁控溅射靶，其包括基座组件、安装在基座组件的导磁组件以及安装在导磁组件的靶材组件，导磁组件包括安装在基座组件的导磁座以及安装在导磁座的靶材安装座，导磁座内具有进水槽以及与进水槽连通的出水槽，还包括冷却组件，冷却组件包括安装在靶材安装座的半导体冷却片，半导体冷却片的热端朝向导磁座的进水槽，半导体冷却片的冷端与靶材组件贴合，构成直接接触式散热结构。当水流进入进水槽中，经射流板上的导向孔在压力作用下形成射流与半导体冷却片热端接触，有效降低半导体冷却片热端温度，提高半导体冷却片的制冷效率，提升靶材冷却效果。

技术研发人员：朱国,刘文玉,杜琪鑫,黄坜平
受保护的技术使用者：湖南城市学院
技术研发日：20230314
技术公布日：2024/1/15