改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，機座(1)上安裝固定式噴槍(4)，在固定式噴槍(4)上安裝有氣管(5)和送粉管(6)，在機座(1)上固定式噴槍(4)噴射方向前方垂直安裝靶材背管(3)，同時，在機座(1)上靶材背管(3)外安裝密閉噴涂倉(2)，而且，固定式噴槍(4)固定安裝在機座(1)上，靶材背管(3)在固定式噴槍(4)上方線性移動并且繞靶材背管(3)中軸線勻速轉(zhuǎn)動。采用通入惰性氣體的密閉噴涂倉結構，同時，固定噴槍位置而使靶材襯管及靶材背管做水平旋轉(zhuǎn)移動，減少和避免送粉散失，可以提高噴涂沉積效率更有效的控制靶材中的氣體含量，提高產(chǎn)品的良品率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的良品率，并有利于提高旋轉(zhuǎn)靶材的成品率和質(zhì)量。
【專利說明】改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及國際專利分類C23C濺射法的一般鍍覆裝置技術，屬于采用噴涂工藝生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)靶材的設備，尤其是一種能夠的改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]旋轉(zhuǎn)祀材(rotating target/rotary target)是磁控的祀材。祀材做成圓筒型的， 里面裝有靜止不動的磁體，以慢速轉(zhuǎn)動。其優(yōu)點是利用率高達70%以上，缺點是造價高。用于太陽能電池，建筑玻璃，汽車玻璃，半導體，平板電視等。
[0003]目前常用的有電子回旋共振(ECR)型微波等離子體濺射。磁控濺射鍍膜是一種新型的物理氣相鍍膜方式，較之較早點的蒸發(fā)鍍膜方式，其很多方面的優(yōu)勢相當明顯。作為一項已經(jīng)發(fā)展的較為成熟的技術，磁控濺射已經(jīng)被應用于許多領域。磁控濺射原理:在被濺射的靶極或陰極與陽極之間加一個正交磁場和電場，在高真空室中充入所需要的惰性氣體， 通常為Ar氣，永久磁鐵在靶材料表面形成250?350高斯的磁場，同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下，Ar氣電離成正離子和電子，靶上加有一定的負高壓，從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大，在陰極附近形成高密度的等離子體，Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面，以很高的速度轟擊靶面，使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種:支流濺射和射頻濺射，其中支流濺射設備原理簡單，在濺射金屬時，其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為廣泛，除可濺射導電材料外，也可濺射非導電的材料，同時還司進行反應濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。
[0004]現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)靶材噴涂生產(chǎn)線一鍍膜靶材噴涂及制造設備技術構成:采用30KW 全自動噴涂設備、系列配置靶材噴涂硅鋁粉制設備及工藝、噴涂房配置設計等方案生產(chǎn)線鍍膜靶材噴涂及制造設備技術，應用于玻璃鍍膜，建筑玻璃和汽車玻璃，工業(yè)等行業(yè)，主要靶材包括:鉻靶、硅靶、氧化鈮靶，硅鋁靶等。
[0005]當前普遍的旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)中，靶材噴涂部分工作環(huán)境是暴露在大氣中，其中噴槍在水平方向呈線性運動，靶材襯管即靶材背管作圓周運動。
[0006]這種噴涂系統(tǒng)會產(chǎn)生較多的噴涂粉體需要配備大功率的抽粉系統(tǒng)，同時由于噴涂工作環(huán)境是暴露在大氣中所以難以控制靶材涂層中的氣體尤其是氮氣和氧氣，而且由于大功率抽風系統(tǒng)的存在導致部分噴涂粉體可能被抽風系統(tǒng)抽走，無法沉積到背管表面，影響沉積效率。改進技術公開較少。
[0007]已公開專利文獻如:
中國專利申請201120376529.5 一種噴涂旋轉(zhuǎn)靶材的冷卻裝置，包括冷卻芯軸、進水管、出水管，冷卻芯軸中心的兩端設有互不連通的兩段軸向階梯孔，兩段軸向階梯孔靠近孔的底部設有連通冷卻芯軸外表面的徑向孔，冷卻芯軸一端外表面靠近徑向孔處設有圓柱形肩臺與旋轉(zhuǎn)祀材的管狀金屬基材相配合，圓柱形肩臺外徑大于冷卻芯軸中段的外徑，冷卻芯軸另一端外表面套接一個活動環(huán)，活動環(huán)上也設有圓柱形肩臺與旋轉(zhuǎn)靶材的管狀金屬基材相配合，活動環(huán)旁設置一個鎖在冷卻芯軸外表面的螺母，冷卻芯軸兩端的軸向階梯孔均以軸向密封周向可轉(zhuǎn)動的方式與進水管和出水管相配合。
[0008]中國專利申請201120376022.X —種噴涂旋轉(zhuǎn)靶材的監(jiān)控裝置，包括控制器、控制設備電源的接觸器，控制設備電源的接觸器與控制器相連通，旋轉(zhuǎn)靶材的管狀金屬基材冷卻裝置的進水管中設有與控制器相連通的溫度傳感器和流量傳感器，旋轉(zhuǎn)靶材的管狀金屬基材冷卻裝置的出水管中設有與控制器相連通的溫度傳感器，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)靶材的管狀金屬基材旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件上設有與控制器相連通的轉(zhuǎn)速傳感器，冷卻噴槍的進水管中設有與控制器相連通的溫度傳感器和流量傳感器，冷卻噴槍的出水管中設有與控制器相連通的溫度傳感器，驅(qū)動噴槍移動的運動部件上設有與控制器相連通的位移傳感器。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術的不足之處，能更加聞效和聞質(zhì)制備圓柱祀材的噴涂系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的目的是通過如下技術措施實現(xiàn)的:機座上安裝固定式噴槍，在固定式噴槍上安裝有氣管和送粉管，在機座上固定式噴槍噴射方向前方垂直安裝靶材背管，同時，在機座上靶材背管外安裝密閉噴涂倉，而且，固定式噴槍固定安裝在機座上，靶材背管在固定式噴槍上方線性移動并且繞靶材背管中軸線勻速轉(zhuǎn)動。
[0011]尤其是，靶材背管在固定式噴槍噴射方向前方垂直方向上做往復線性移動且軌跡固定。
[0012]尤其是，靶材背管與機座之間通過傳動系統(tǒng)連接。
[0013]尤其是，密閉噴涂倉安裝于機座上，密閉噴涂倉內(nèi)通入惰性氣體。
[0014]尤其是，制備低氧含量的純硅靶材；噴涂用硅粉:純度> 99.95%，粒度: 50-300Mesh ;祀材背管規(guī)格:長度3191暈米，內(nèi)徑125暈米,外徑133暈米；祀材背管旋轉(zhuǎn)速度:50轉(zhuǎn)/分鐘；靶材背管水平移動速度500毫米/分鐘；密閉噴涂倉內(nèi)保護氣體通入量:50L/分鐘；最后獲得靶材:靶材密度:95%,理論密度為2.3g/cm3,含氧O2量IOOOppm (fft%)。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:采用通入惰性氣體的密閉噴涂倉結構，同時，固定噴槍位置而使靶材襯管及靶材背管做水平旋轉(zhuǎn)移動，減少和避免送粉散失，可以提高噴涂沉積效率更有效的控制祀材中的氣體含量，提聞廣品的良品率，降低生廣成本，提聞廣品的良品率， 并有利于提高旋轉(zhuǎn)靶材的成品率和質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結構示意圖
附圖標記包括:機座1、密閉噴涂倉2、靶材背管3、固定式噴槍4、氣管5、送粉管6。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明設計一種新型噴涂系統(tǒng)，可以適合熱噴涂也可以適合冷噴涂，可以用于生產(chǎn)金屬以及無機非金屬旋轉(zhuǎn)靶材，在靶材背管3尺寸上也不受限制。
[0018]本發(fā)明主要包括傳動系統(tǒng)和氣體保護系統(tǒng)，靶材背管3總是處于一個密封容器中，并且在噴涂區(qū)域通入設定氣體以控制所獲得靶材涂層中的氣體含量。[0019]本發(fā)明設計的一種新型噴涂系統(tǒng)與當前普通的旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)區(qū)別在于，在本發(fā)明的新型噴涂系統(tǒng)中，噴槍位置是相對固定不動的，而靶材襯管及靶材背管3在做水平旋轉(zhuǎn)移動。
[0020]具體的，實現(xiàn)本發(fā)明的裝置中包括，機座1、密閉噴涂倉2、靶材背管3、固定式噴槍
4、氣管5和送粉管6。
[0021]以下結合附圖和實施例進一步說明。
[0022]本發(fā)明中，如附圖1所示，機座I上安裝固定式噴槍4，在固定式噴槍4上安裝有氣管5和送粉管6,在機座I上固定式噴槍4噴射方向前方垂直安裝祀材背管3,同時,在機座 I上靶材背管3外安裝密閉噴涂倉2，而且，固定式噴槍4固定安裝在機座I上，靶材背管3 在固定式噴槍4上方線性移動并且繞靶材背管3中軸線勻速轉(zhuǎn)動。
[0023]前述中，靶材背管3在固定式噴槍4噴射方向前方垂直方向上做往復線性移動且軌跡固定。
[0024]前述中，靶材背管3與機座I之間通過傳動系統(tǒng)連接。
[0025]前述中，密閉噴涂倉2安裝于機座I上，密閉噴涂倉2內(nèi)通入惰性氣體，以控制所獲得靶材涂層中的氣體含量，并構成氣體保護系統(tǒng)。
[0026]前述中，靶管3運動方向由右向左。
[0027]本發(fā)明中，克服現(xiàn)有技術的不足之處，能更加高效和高質(zhì)制備圓柱靶材的噴涂系統(tǒng)，該噴涂系統(tǒng)既可以適合熱噴涂也可以適合冷噴涂，可以用于生產(chǎn)金屬以及無機非金屬靶材，在尺寸上也不受限制。
[0028]實施例:制備低氧含量的純硅靶材；噴涂用硅粉:純度> 99.95%，粒度: 50-300Mesh ;祀材背管3規(guī)格:長度3191暈米，內(nèi)徑125暈米,外徑133暈米；祀材設計厚度為9毫米，靶材背管3旋轉(zhuǎn)速度:50轉(zhuǎn)/分鐘；靶材背管3水平移動速度500毫米/分鐘； 密閉噴涂倉2內(nèi)保`護氣體通入量:50L/分鐘；最后獲得靶材:靶材密度:95%，理論密度為
2.3g/cm3,含氧02量5000ppm (Wt%)。靶材理論重量約為30公斤，實際噴涂用粉未約為42 公斤，可以計算出噴涂沉積效率約為70%，與普通噴涂系統(tǒng)的沉積效率約為20%相比有非常明顯的優(yōu)勢。
[0029]實施例:制備具有導電性的氧化鈮靶材；噴涂用氧化鈮粉:純度> 99.99%，粒度: 100-250Mesh 材背管3規(guī)格:長度1700暈米，內(nèi)徑125暈米,外徑133暈米；祀材設計厚度為9毫米，靶材背管3旋轉(zhuǎn)速度:70轉(zhuǎn)/分鐘；靶材背管3水平移動速度400毫米/分鐘；密閉噴涂倉2內(nèi)保護氣體通入量:50L/分鐘；最后獲得靶材:靶材密度:98%，理論密度為4.8g/cm3,含氧O2量IOOOppm (fft%)。靶材理論重量約為33公斤，實際噴涂用粉未約為49公斤，可以計算出噴涂沉積效率約為70%，與普通噴涂系統(tǒng)的沉積效率約為20%相比有非常明顯的優(yōu)勢。
[0030]實施例:制備金屬鋅鋁合金靶材；噴涂用金屬鋅粉:純度> 99.99%，金屬鋁粉:純度度> 99.99%，粒度:100-250Mesh ;按照金屬鋅粉98wt%與金屬鋁粉2wt%的比例進行混合，祀材設計厚度為9暈米,祀材背管3規(guī)格:長度3855暈米，內(nèi)徑125暈米,外徑133暈米；靶材背管3旋轉(zhuǎn)速度:120轉(zhuǎn)/分鐘；靶材背管3水平移動速度550毫米/分鐘；密閉噴涂倉2內(nèi)保護氣體通入量:80L/分鐘；最后獲得靶材:靶材相對密度:92%，理論密度為
6.9g/cm3。靶材理論重量約為107公斤，實際噴涂用粉未約為155公斤，可以計算出噴涂沉積效率約為70%，與普通噴涂 系統(tǒng)的沉積效率約為20%相比有非常明顯的優(yōu)勢。
【權利要求】
1.改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，包括機座(I)、密閉噴涂倉(2)、靶材背管(3)、固定式噴槍(4)、氣管(5)和送粉管￠)，其特征是:機座(I)上安裝固定式噴槍(4)，在固定式噴槍(4) 上安裝有氣管(5)和送粉管(6),在機座(I)上固定式噴槍(4)噴射方向前方垂直安裝革巴材背管(3)，同時，在機座(I)上靶材背管(3)外安裝密閉噴涂倉(2)，而且，固定式噴槍(4) 固定安裝在機座(I)上，靶材背管(3)在固定式噴槍(4)上方線性移動并且繞靶材背管(3) 中軸線勻速轉(zhuǎn)動。
2.如權利要求1所述的改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，其特征在于，靶材背管(3)在固定式噴槍(4)噴射方向前方垂直方向上做往復線性移動且軌跡固定。
3.如權利要求1所述的改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，其特征在于，靶材背管(3)與機座(I) 之間通過傳動系統(tǒng)連接。
4.如權利要求1所述的改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，其特征在于，密閉噴涂倉(2)安裝于機座(I)上,密閉噴涂倉(2)內(nèi)通入惰性氣體。
5.如權利要求1所述的改進旋轉(zhuǎn)靶材噴涂系統(tǒng)，其特征在于，制備低氧含量的純硅靶材；噴涂用硅粉:純度>99.95%，粒度:50-300Mesh ;靶材背管(3)規(guī)格:長度3191毫米，內(nèi)徑125毫米，外徑133毫米；靶材背管(3)旋轉(zhuǎn)速度:50轉(zhuǎn)/分鐘；靶材背管(3)水平移動速度500毫米/分鐘；密閉噴涂倉(2)內(nèi)保護氣體通入量:50L/分鐘；最后獲得靶材:靶材密度:95%,理論密度為2.3g/cm3，含氧O2量I`OOOppm (Wt%)。
【文檔編號】C23C4/12GK103436837SQ201310380712
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】莊志杰 申請人:莊志杰