CN101724825A - 一种连续式真空镀膜方法及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种连续式真空镀膜方法及其专用设备，首先将工件安装在一预抽室内的环形联动转架上，并预抽真空；然后将第一批工件通过该环形联动转架导入与所述的预抽室相邻的镀膜室内，随后关闭预抽室与镀膜室之间的真空阀锁，对第一批工件进行真空镀膜；与此同时，在预抽室装入第二批工件进行预抽真空；此后，完成镀膜的第一批工件从镀膜室导出，第二批工件同时导入镀膜室内进行镀膜工序，每当装入新的一批工件时，同时取出已经完成镀膜的工件，从而实现连续镀膜。本发明的有益效果在于：采用双真空室镀膜系统实现连续镀膜工艺，设备组成简单可靠，冗余度小，两真空室可以实现满负荷工作，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空镀膜方法和设备，特别是一种适用于在管状工件表面制备涂层的连续式镀膜方法和设备，属于真空镀膜技术领域。
背景技术
真空镀膜技术是全玻璃真空太阳集热管制造过程中的核心技术，随着太阳能热利用技术的发展，用于全玻璃真空太阳集热管选择性吸收涂层制备的真空镀膜设备和技术也得到了不断的发展。先后出现了单真空室单溅射靶、单真空室多溅射靶及多真空室多溅射靶镀膜设备和镀膜工艺。对于单真空室镀膜系统而言，其缺陷在于：每完成一次镀膜，真空室就要暴露一次大气，然后在支架上装上预镀工件后，在将真空室真空度抽到本底真空，这导致生产效率低下，各批次产品质量稳定性差，且在夏季多雨季节对设备的效率影响很大，已不符合目前全玻璃真空太阳集热管规模化生产模式。对于多真空室连续镀膜设备而言，如专利200610083743.4为代表的多真空室连续镀膜设备，采用三个以上的真空室连成镀膜线，镀膜线两端分别为预抽室和出工件室，中间为一个以上的镀膜室，装备工件的联动转架在镀膜线上以直线运动方式运动。这类镀膜系统缺陷在于：采用过多的真空室使设备更为复杂。控制和维护难度大幅度增加，设备投资高，稳定性差，且过多的真空室之间的切换造成镀膜时间的冗余时间过长，造成生产效率下降。而直线运动的联动支架使溅射靶的工作效率和镀膜工艺均匀性，稳定性变差。
发明内容
本发明的目的就是提供一种双室太阳能集热管真空镀膜系统及其连续镀膜方法，以解决现有的单真空室镀膜方法存在的每完成一次镀膜，真空室就要暴露一次大气，然后在支架上装上预镀工件后，再将真空室真空度抽到本底真空，导致生产效率低下，各批次产品质量稳定性差，且在夏季多雨季节对设备的效率影响很大的问题；以及多真空室连续镀膜设备存在的结构复杂，控制和维护难度大幅度增加，设备投资高，稳定性差，且过多的真空室之间的切换造成镀膜时间的冗余时间过长，造成生产效率下降，而直线运动的联动支架使溅射靶的工作效率和镀膜工艺均匀性和稳定性变差的问题。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案包括：
一种连续式真空镀膜方法，其特征在于：首先将工件安装在一预抽室内的联动转架上，并将该预抽室预抽真空；然后将第一批工件通过该联动转架导入与所述的预抽室相邻的镀膜室内，随后关闭预抽室与镀膜室之间的真空阀锁，对第一批工件进行真空镀膜；与此同时，在预抽室内的联动转架上装入第二批工件并进行预抽真空；此后，完成镀膜的第一批工件从镀膜室导出到预抽室中，预抽室中的第二批工件同时导入镀膜室内进行镀膜工序，其中，每当在预抽室中装入新的一批工件时，同时取出预抽室中已经完成镀膜的工件，从而实现连续镀膜。
在较佳的技术方案中，镀膜室完成镀膜工艺后，对镀膜室充入氩气至与预抽室真空度相同后，打开真空阀锁，同时切换联动转架运行状态，使预抽室与镀膜室中的联动支架分别进入对方的真空室内，然后关闭真空阀锁。
在较佳的技术方案中，镀膜室进入镀膜工艺的同时，预抽室充入大气至大气压，打开预抽室的预抽室门，卸下已镀工件，装上未镀工件。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：包括相邻设置的预抽室和镀膜室，在两者之间设有真空阀锁，在该预抽室和镀膜室外分别设有低真空机组和高真空机组；所述的镀膜室为环形结构，在该镀膜室内设有环形联动转架轨道，在该环形联动转架轨道上装有若干用于夹持工件的联动转架，在该环形联动转架轨道旁设有一个或多于一个的溅射靶或其他蒸发源；在所述的预抽室相对于所述的镀膜室的远端的内部装有环形或半圆形的联动转架轨道，该环形或半圆形的联动转架轨道的两端各通过一直线转架轨道与所述的镀膜室内的环形联动转架轨道的两端连接，该直线转架轨道各穿过一个所述的真空阀锁；在所述的预抽室的外壁设有真空室门。
在较佳的技术方案中，所述的预抽室由U形的真空室内壁和真空室外壁组成为U形真空隧道，在该U形预抽室的直线部分的真空隧道内装有所述的直线转架轨道，在该U形预抽室的半圆形部分的内部装有所述的半圆形的联动转架轨道。
在较佳的技术方案中，在所述的预抽室的远端内的环形联动转架轨道的内侧设有环形的真空室内壁。
在较佳的技术方案中，所述的预抽室为环形结构，在该环形预抽室的两端各通过一直线的真空隧道与所述的镀膜室连接，在环形预抽室内装有所述的环形的联动转架轨道。
在较佳的技术方案中，所述的预抽室和镀膜室内的联动转架轨道是圆形、椭圆型或其他可以使联动转架沿着移动的闭合圆滑的轨道；所述的环形的联动转架轨道与直线转架轨道通过道岔连接，实现预抽室与镀膜室两个真空室之间联动转架的互换。
在较佳的技术方案中，所述的联动转架由一个或一个以上转架连接组成，单个转架可以安装一个工件实现工件自转运行；或者在单个转架上，围绕该转架中心呈现行星结构布置工件，工件自转的同时，还围绕转架中心公转。
本发明的有益效果在于：采用双真空室镀膜系统实现连续镀膜工艺，设备组成简单可靠，冗余度小，两真空室可以实现满负荷工作，生产效率高。
附图说明
图1是本发明专用设备的第一实施例的结构示意图；
图2是本发明上一实施例中两真空室内工件互换状态的示意图；
图3是本发明专用设备的第二实施例的结构示意图；
图4是本发明专用设备的第三实施例的结构示意图。
附图标记说明：1预抽室的环形联动转架轨道；2预抽室的真空室外壁；3预抽室；4一组联动转架；5真空室门；6直线联动转架轨道；7直线真空隧道；8低真空机组；9真空机组管道；10真空阀锁；11另一组联动转架；12镀膜室；13镀膜室的真空室外壁；14溅射靶；15高真空机组；16镀膜室的真空室内壁；17镀膜室的环形联动转架轨道；18预抽室的环形真空室内壁；19预抽室的U形真空室内壁，20预抽室下部的半圆形真空室；21预抽室下部的半圆形联动转架轨道。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本发明的专用设备包括相邻设置的预抽室3和镀膜室12，在两者之间设有真空阀锁10，在该预抽室3和镀膜室12外分别设有低真空机组8和高真空机组15。所述的镀膜室12由真空室外壁13和真空室内壁16构成的环形结构，在该环形的镀膜室12内设有环形联动转架轨道17，在该环形联动转架轨道17上装有若干用于夹持工件的联动转架11，在该环形联动转架轨道17旁设有一个或多于一个的溅射靶或其他蒸发源14。
所述的预抽室3为环形结构，在该环形的预抽室3的两端各通过一直线的真空隧道7与所述的镀膜室12连接，在环形的预抽室3内装有环形的联动转架轨道1。在该环形的联动转架轨道1的两端各通过一直线转架轨道6与所述的镀膜室12内的环形联动转架轨道17的两端连接，该直线转架轨道6各穿过一个所述的真空阀锁10，在该环形联动转架轨道1上装有若干用于夹持工件的联动转架4。在所述的预抽室3的真空室外壁2的两侧各设有一个真空室门5。
该实施例的工作过程是(参加图1和图2)：
首先打开一侧的真空室门5，将第一批工件安装在一预抽室3内的联动转架4上，并将预抽室3预抽真空；然后将第一批工件通过该联动转架4沿着直线转架轨道6，并通过真空阀锁10导入镀膜室12内，随后关闭真空阀锁10，镀膜室12通过高真空机组15抽真空至本底真空，导入的第一批工件通过联动转架11在环形联动转架轨道17上围绕溅射靶14圆周旋转，开启溅射靶及相关工作气体进行镀膜工艺。与此同时，打开预抽室3的真空室门5，开启联动转架4进行圆周运转，在联动转架4上安装第二批工件后，关闭真空室门5，将预抽室3通过低真空机组8抽真空至10Pa以以下。镀膜室12完成镀膜工艺后，对镀膜室12充入氩气至与预抽室3真空度基本相同后，打开真空阀锁10，同时切换两真空室(即镀膜室12的真空室以及预抽室3的真空室)的联动转架4和11运行状态(参见图2)，使之分别通过真空隧道7进入对方的真空室，然后关闭真空阀锁10。镀膜室12进入镀膜工艺的同时，预抽室3充入大气至大气压，打开预抽室门5，卸下已镀工件，装上未镀工件。重复上述工作，从而实现了连续镀膜工艺，使设备的利用率达到最大化。
实施例2：
如图3所示，该实施例与实施例1不同之处在于，所述的预抽室3由U形的真空室内壁19和真空室外壁2组成为U形真空隧道，在该U形预抽室3的直线部分的真空隧道7内装有所述的直线转架轨道6，在该U形预抽室3下端的半圆形真空室20的内部装有半圆形的联动转架轨道21。
该实施例采用半圆形真空室结构实现预抽室功能，通过和真空隧道组合使用，实现预抽室3与镀膜室12工件的转换。其优点在于结构更简单。
实施例3：
如图4所示，该实施例与实施例1不同之处在于，将实施例1中环形的预抽室3与两个真空隧道7合并成一个大的真空室，同时保留实施例1预抽室3的环形轨道的特征，优点在于结构简单。
上述的实施例2和实施例3的工作过程与实施例1的工作过程基本相同，不再赘述。
本发明在两个真空室(预抽室3和镀膜室12)的连接真空隧道7处设置真空阀锁10，打开真空阀锁10则联通预抽室3和镀膜室12，通过真空隧道7将预抽室3内的欲镀工件转换到镀膜室12，同时将镀膜室12内的已镀完工件转换到预抽室3，实现两个真空室内工件的切换。完成两个真空室内工件的切换后，关闭真空阀锁10，则将预抽室和镀膜室12分开，此时镀膜室12抽高真空及实施镀膜工艺与预抽室3充气及更换欲镀、已镀工件互不影响。
预抽室3的联动转架4采用环形联动转架，可以实现圆周循环运动，这样可以保证在联动转架不需要脱离真空室的条件下就可以实现装卸工件，若在预抽室3采用两个真空室门5，则可以卸下已镀工件的条件下，同时装上预镀工件，从而提高生产效率。
镀膜室12内采用环形联动转架11，可以实现圆周循环运动，同时在环形联动转架圆周运转方向上设置一根及一根以上溅射靶或其他蒸发源14，这样可以保证转架可以围绕溅射靶14做圆周运动，从而提高了溅射靶14的工作效率，使镀膜工艺可以在一个真空室内完成。提高了生产效率，降低了设备的复杂程度，提高了工艺而稳定性和设备的可靠性。
所述的预抽室3或镀膜室12可以是圆形、椭圆型或方向，可以是单壁真空室，也可以是内外双壁真空室，采用内外双壁真空室的好处在于减少真空室空间，提高抽真空的速度。预抽室3或镀膜室12内的联动转架轨道可以圆形、椭圆型或其他结构的闭合和运行轨道。上述联动转架轨道与真空隧道的直线运行轨道通过道岔连接，实现两个真空室之间联动转架的互换。这样，该连续式真空镀膜系统采用两套联动支架系统既可以实现连续镀膜工艺。
本发明的联动转架4或11由一个或一个以上单个转架连接组成，单个转架可以安装一个工件实现工件自转运行；或者在单个转架上，围绕该转架中心呈现行星结构布置工件，工件自转的同时，还围绕转架中心公转。
Claims (9)
1.一种连续式真空镀膜方法，其特征在于：首先将工件安装在一预抽室内的联动转架上，并将该预抽室预抽真空；然后将第一批工件通过该联动转架导入与所述的预抽室相邻的镀膜室内，随后关闭预抽室与镀膜室之间的真空阀锁，对第一批工件进行真空镀膜；与此同时，在预抽室内的联动转架上装入第二批工件并进行预抽真空；此后，完成镀膜的第一批工件从镀膜室导出到预抽室中，预抽室中的第二批工件同时导入镀膜室内进行镀膜工序，其中，每当在预抽室中装入新的一批工件时，同时取出预抽室中已经完成镀膜的工件，从而实现连续镀膜。
2.根据权利要求1所述的连续式真空镀膜方法，其特征在于：镀膜室完成镀膜工艺后，对镀膜室充入氩气至与预抽室真空度相同后，打开真空阀锁，同时切换联动转架运行状态，使预抽室与镀膜室中的联动支架分别进入对方的真空室内，然后关闭真空阀锁。
3.根据权利要求1所述的连续式真空镀膜方法，其特征在于：镀膜室进入镀膜工艺的同时，预抽室充入大气至大气压，打开预抽室的预抽室门，卸下已镀工件，装上未镀工件。
4.一种连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：包括相邻设置的预抽室和镀膜室，在两者之间设有真空阀锁，在该预抽室和镀膜室外分别设有低真空机组和高真空机组；所述的镀膜室为环形结构，在该镀膜室内设有环形联动转架轨道，在该环形联动转架轨道旁设有一个或多于一个的溅射靶或其他蒸发源；在所述的预抽室相对于所述的镀膜室的远端的内部装有环形或半圆形的联动转架轨道，该环形或半圆形的联动转架轨道的两端各通过一直线转架轨道与所述的镀膜室内的环形联动转架轨道的两端连接，该直线转架轨道各穿过一个所述的真空阀锁；在所述的直线或环形联动转架轨道上装有若干用于夹持工件的联动转架，在所述的预抽室的外壁设有真空室门。
5.根据权利要求4所述的连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：所述的预抽室由U形的真空室内壁和真空室外壁组成为U形真空隧道，在该U形预抽室的直线部分的真空隧道内装有所述的直线转架轨道，在该U形预抽室的半圆形部分的内部装有所述的半圆形的联动转架轨道。
6.根据权利要求4所述的连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：在所述的预抽室的远端内的环形联动转架轨道的内侧设有环形的真空室内壁。
7.根据权利要求4所述的连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：所述的预抽室为环形结构，在该环形预抽室的两端各通过一直线的真空隧道与所述的镀膜室连接，在环形预抽室内装有所述的环形的联动转架轨道。
8.根据权利要求4所述的连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：所述的预抽室和镀膜室内的联动转架轨道是圆形、椭圆型或其他可以使联动转架沿着移动的闭合圆滑的轨道；所述的环形的联动转架轨道与直线转架轨道通过道岔连接，实现预抽室与镀膜室两个真空室之间联动转架的互换。
9.根据权利要求4所述的连续式真空镀膜的专用设备，其特征在于：所述的联动转架由一个或一个以上转架连接组成，单个转架可以安装一个工件实现工件自转运行；或者在单个转架上，围绕该转架中心呈现行星结构布置工件，工件自转的同时，还围绕转架中心公转。
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