用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统及镀膜工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106637112A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611007030.0(22)申请日2016.11.16(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人来新民张頔毕飞飞易培云彭林法(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人林君如(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)C23C14/54(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统及镀膜工艺(57)摘要本发明涉及一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统及镀膜工艺，所述的卧式磁控溅射系统包括真空镀膜腔室机构：包括顺次连接的三个腔室：第一镀膜腔室、过渡腔室和第二镀膜腔室；阴极及磁控溅射靶机构：包括设置在第一镀膜腔室和第二镀膜腔室内多对阴极/磁控溅射靶；分立流量监测充气机构；转架机构：包括设置有放置待镀膜工件的工件架的转架，用于驱动转架在真空镀膜腔室机构内移动的传动组件，以及驱动转架在镀膜时转动的转动动力组件。传动组件可以为齿轮组件传动、摩擦式传动或拨杆式传动，主要实现转架沿腔室的直线流水线运动。与现有技术相比，本发明充分保证了在较大范围内的镀膜均匀性，制备的膜层致密均匀，生产效率高等。CN106637112ACN106637112A权利要求书1/2页1.一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，包括：真空镀膜腔室机构：包括顺次连接的三个腔室：第一镀膜腔室(1-1)、过渡腔室(1-3)和第二镀膜腔室(1-5)，其中，第一镀膜腔室(1-1)用于对工件镀制膜层底层和过渡层，第二镀膜腔室(1-5)用于对工件镀制膜层外层，相邻两腔室之间通过插板阀(1-4)隔开，每个腔室上都设有独立的真空抽气组件；阴极及磁控溅射靶机构：包括设置在第一镀膜腔室(1-1)和第二镀膜腔室(1-5)内多对阴极/磁控溅射靶单元(1-8)；分立流量监测充气机构：包括均匀布置在每个阴极/磁控溅射靶单元(1-8)的磁控溅射靶四周的充气口(3-2)，以及与充气口(3-2)配套的流量控制器，在腔室靠近工件镀膜区域处分布有监测等离子体密度的光谱监测探头(3-5)，所述的流量控制器、光谱监测探头(3-5)还均与PEM控制器(3-7)和PC主机(3-6)连接，并组成闭环反馈控制的所述分立流量监测充气机构；转架机构：包括设置有放置待镀膜工件的工件架(2-1)的转架(2)，用于驱动转架(2)在真空镀膜腔室机构内移动的传动组件，以及驱动转架(2)在镀膜时转动的转动动力组件。2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，所述的第一镀膜腔室(1-1)为圆柱式真空镀膜室，其内部的磁控溅射靶为圆柱磁控靶或平面磁控靶，其磁力线回路走廊方向与底座平面平行，并满足：当磁控溅射靶为圆柱磁控靶时，圆柱磁控靶轴线与腔体轴心线重合；当磁控溅射靶为平面磁控靶时，平面磁控靶中心均布在圆柱形腔体的母线上。3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，每个阴极/磁控溅射靶单元(1-8)上还设有独立的冷却单元(3-1)；所述的充气口(3-2)的平面与磁控溅射靶的靶材平面齐平。4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，所述的阴极/磁控溅射靶单元(1-8)中包括基础的平衡磁场阴极和附加的电磁线圈，在阴极/磁控溅射靶单元(1-8)上还设有用于调节电磁线圈与平衡磁场阴极产生的“磁场零点”的位置的调节旋钮(1-11)。5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，所述的真空镀膜腔室机构还包括清洗腔室，在清洗腔室内还设有等离子清洗装置和加热温控装置；工件镀膜前，先在清洗腔室内完成等离子清洗和预加热处理。6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，所述的转架(2)包括固定框架，以及分别设置在固定框架两相对边框上的两个转动圆盘，在两个转动圆盘之间围绕其中心轴线均匀分别有多个所述工件架(2-1)，其中一个转动圆盘上还设有行星齿轮机构(2-2)，每个工件架(2-1)均与所述行星齿轮机构(2-2)中的一个行星轮连接，并由行星轮带动自转；在第一镀膜腔室(1-1)和第二镀膜腔室(1-5)内还分别设有用于驱动所述行星齿轮机构(2-2)转动的转动动力组件。7.根据权利要求6所述的一种用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统，其特征在于，所述的传动机构包括传送导轨、运动滚轮(2-5)、传动齿条(2-4)、主动轮(2-7)和转架(2)运动电机，所述的传送导轨依次穿过