磁控溅射是目前众多真空镀膜技术中具有显著优势的方法之一,与其他镀膜方式相比,这种技术在保证成膜质量的同时,可以有效提高沉积速度、降低工作温度,因此在学术科研和生产实践中被广泛关注。溅射靶源作为磁控溅射设备的核心,对溅射工艺参数、成品薄膜质量起到至关重要的作用。受限制于靶材加工工艺、真空室尺寸大小以及配套机械结构等因素,传统溅射靶源难以适配于长直型工件的表面涂敷,因此针对上述问题,本文以设计适应于管状工件外表面镀膜的溅射靶装置为目标,从研究靶内电场、磁场分布以及靶源总装结构出发,进行了圆筒式磁控溅射靶的开发研究。首先确定“靶内磁外”的向心溅射方式并扩展得到初始原理结构以供分析设计,具体研究内容如下:（1）圆筒式柱面磁控溅射靶内施放电过程的仿真验证:基于初始原理结构构建了靶反应腔内直流辉光放电的模拟环境,并运用COMSOL Multiphysics软件进行了低压氩气环境的直流辉光放电仿真分析。通过计算不同靶基距反应腔内的电场分布,结合实际镀膜要求确定装置腔体径向间距。仿真所得确定尺寸腔体内参与反应微粒的动态空间分布情况及其放电稳态下电场、电势的分布变化规律,以辉光放电理论为依据检验模型电场的合理性。（2）圆筒式柱面磁控溅射靶内磁场的仿真及设计:借助COMSOL Multiphysics软件模拟靶内磁场分布并进行深入分析,获得磁场均布且强度稳定的磁路排布方式和结构参数。利用单因素分析法,探究靶内磁体尺寸、磁轭形状以及排布结构对靶面磁场分布的影响规律,给出磁路优化思路。同时在考虑靶材的利用率、刻蚀的均匀性和整体溅射速率的基础上,提出了双磁环排布结构,对溅射靶的初始磁路结构进行优化设计,最终给出磁场分布均匀、大小满足溅射要求的磁感应强度且平行靶面均匀磁场区域达40%以上的磁路结构。（3）溅射靶源的结构设计:利用机械设计软件对圆筒式磁控溅射靶内各零部件和整体装配结构进行设计。结合电、磁场仿真的所得参数,配合水冷系统和其余功能装置进行溅射靶源的整体结构设计。整个结构不仅保证了装置运行的完整性,同时装配方式轻巧简单。本论文研究的圆筒式磁控溅射靶既结合了平面靶结构简易、通用性强、镀制膜层质量高的特点,同时借鉴了圆柱形靶结构紧凑、靶材利用率高的优点,对解决管状工件外表面的镀膜具有重要的应用价值。