[发明专利]太阳能集热管连续自动溅射镀膜方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及至一种适用于光—热转换领域的溅射镀膜方法和装置，尤其是一种适用于镀制高质量真空太阳能集热管连续自动溅射镀膜方法及实现该方法的装置。

背景技术

太阳能集热元件由基材和沉积于基材上的太阳能选择性吸收涂层膜系构成。太阳能选择性吸收涂层膜系是一组具有多层结构的薄膜体系(以下简称膜系)，如图10所示，其包含附着于基材5’表面上的红外高反射底层1’、任选的隔离层2’、光选择性吸收层3’(以下简称吸收层)和减反射薄膜层4’(以下简称减反层)。

目前，对太阳能集热管的镀膜通常是在立式前开门单室单靶或单室多靶镀膜设备中进行。但由于是前开门单室镀膜机，每一次镀膜后真空室都要暴露在大气中进行卸管、装管，重新抽真空后进行溅射镀膜，真空室内壁、靶、工件架等室内所有零部件表面在每一次暴露大气的过程中，都将吸附大量的空气、水蒸气而被污染。被污染后的真空室在镀膜过程将出现下述现象：

1、抽真空时间越来越长，没有被污染的新设备抽气5-6分钟即可达到可镀膜的真空度，而随着镀膜时间加长，真空室壁膜层加厚，抽真空时间将达到30-40分钟，致使生产效率大大降低。

2、真空室壁膜层加厚，不但吸附量增加，由于氮化铝膜层是高电阻率材料，容易出现无阳极现象，致使靶电源启靶困难，有时出现3-4分钟才可以正常启靶，致使工艺时间延长，效能降低。

3、直流反应溅射氮化铝介质膜层时容易出现靶中毒现象，溅射速率急剧减少，而使生产效率下降。

4、由于真空室内各放气点、面，与溅射靶之间的位置和距离不一样，在放电(溅射)过程中，杂散气体及水汽分子也被离化，造成沿靶长度方向离子浓度差异，使集热管镀膜质量发生问题，出现镀膜颜色不一致，不均匀现象时有发生。

为此，本发明人在中国专利ZL200420077693.6中公开了另一种太阳能集热管的镀膜装置。其中包括工件架轨道和连续镀膜室，在作为溅射室的镀膜室中装有溅射靶。由于，在该镀膜装置中，工件架是在镀膜室内作直线运动，为能够达到工件表面的镀膜要求，镀膜室的长度必需加长；为使工件架上的工件镀膜质量一致，在一个镀膜室内仅能对一个工件架单体进行镀膜作业，因此该装置存在生产效率低，设置庞大，不能满足实际生产的需求。此外，由于溅射靶是设置在溅射室的侧壁上，为平面靶或圆柱靶，尽管工件架上的玻璃管自转并做直线向前运动，但在长形镀膜室内，其溅射范围对室内各位置是不均等的，因此增加了每个太阳能集热管的镀膜的一致性的难度。在另一个实施例中，把两个圆柱靶设置在沿工件架直线运动的中间，也存在溅射室内气氛的不均匀性、产品涂层质量控制困难的问题。

本发明人根据多年从事本领域工作的经验和知识，为克服上述太阳能集热镀膜存在的上述缺陷，经过坚持不懈的研发，终于开发出本发明的太阳能集热管连续自动溅射镀膜方法及实现该方法的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于镀制高质量真空太阳集热管的连续自动溅射镀膜方法及实现该方法的装置，通过设置多个真空室以及在真空环境中可变轨迹的传送轨道将各真空室相连接，在保证溅射真空室不接触大气的状态下，对太阳能集热管进行连续自动的溅射镀膜，达到降低成本，提高生产效率和产品质量的目的。

为此，本发明提出一种太阳能集热管连续自动溅射镀膜方法，包括：

设置预真空室和末端真空室，并在所述预真空室和末端真空室之间设置可以相对封闭不接触大气的溅射真空室，通过设置在真空环境下的环形轨道和外接轨道交界处的旋转岔道构成的可变轨迹的传送轨道将各真空室相连接；

当装载有太阳能集热管的工件车进入预真空室后，对预真空室进行抽真空，使该预真空室的真空度达到与溅射真空室的真空度相同；

在相同的真空度下，所述工件车由预真空室进入溅射真空室，工件车沿设置在溅射真空室内的环形轨道进行旋转运动，同时装载在所述工件车上的太阳能集热管相对于工件车进行自转运动，通过设置在溅射真空室内的溅射靶对所述太阳能集热管的表面进行太阳能选择性吸收涂层的溅射沉积；

完成全部溅射作业后，所述工件车进入与溅射室具有相同真空度的末端真空室；

关闭所述溅射真空室后，使所述末端真空室达到常压状态，所述工件车移至末端真空室外部。

以及一种多室太阳能集热管连续自动溅射圆柱形镀膜装置，所述镀膜装置具有：

多个圆柱形真空室串联设置，每两个真空室之间用真空通道连接，每个真空通道内均设置真空锁，通过所述真空锁将真空室与真空室之间隔离，设置在两端部的真真空室还具有与外部隔离的真空锁；