一种旋转靶的制备方法及其喷涂设备技术

本发明专利技术涉及溅射镀膜技术领域，尤其涉及提供了一种旋转靶的制备方法及其喷涂设备，包括熔炼炉；加热装置，用于加热熔炼炉；喷涂装置，包括喷嘴和熔体输送管道；其中，喷嘴包括熔体管道以及套设于熔体管道外侧的气体管道，熔体管道的外侧壁与气体管道的内侧壁之间形成喷气间隙，熔体管道通过熔体输送管道与熔炼炉连通。本发明专利技术提供的熔炼喷涂设备，具有结构简单、制造成本低的特点；通过在基材表面涂布铟涂层，利用铟与Sn、In和InSn等颗粒之间较强的粘合力，使喷涂层均匀可靠的粘在基材表面，有助于提高靶材溅射形成膜层的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转靶的制备方法及其喷涂设备
本专利技术涉及溅射镀膜
，尤其涉及提供了一种旋转靶的制备方法及其喷涂设备。
技术介绍
低熔点材料如：锡、铟、铟锡合金等是玻璃镀膜及铜铟镓硒太阳能电池的重要原材料。上述低熔点合金材料主要以靶材的形式用于溅射镀膜行业，根据溅射镀膜设备的不同，靶材主要有平面和筒状(旋转靶)两种，相对平面靶，筒状(旋转靶)靶的原料利用率高达70－80％，因此大型镀膜设备常以旋转靶作为原料。现有技术中通常是将熔融的金属液直接浇铸到基体上，再控制金属液冷凝得到金属旋转靶，为了得到良好的冷凝效果，常采用垂直浇铸，大尺寸的旋转靶浇铸平台和模具需要4－5m高度，操作危险程度较高，设备的投入也较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种旋转靶的制备方法及其喷涂设备，有助于简化设备结构，且工艺相对安全，同时使制备的靶材有助于提高溅射形成膜层的均匀性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种旋转靶的制备方法，包括以下步骤：S1：在基材表面均匀涂布金属铟形成铟涂层；S2：在惰性保护气氛环境下熔炼低熔点金属获得金属熔体；S3：使用步骤S2中获得的金属熔体，在惰性保护气氛环境下均匀喷涂到步骤S1中获得的基材表面得到靶材。可选的，对步骤S3中获得的靶材进行表面合金化热处理。可选的，步骤S3中，所述基材在喷涂过程中相对喷涂设备喷嘴以20－70mm/min的速度往复移动，且所述基材以60－150r/min的速度自转。基于上述专利技术的目的，还提供了一种旋转靶的喷涂设备，包括：熔炼炉；加热装置，用于加热所述熔炼炉；喷涂装置，包括喷嘴和熔体输送管道；其中，所述喷嘴包括熔体管道以及套设于所述熔体管道外侧的气体管道，所述熔体管道的外侧壁与所述气体管道的内侧壁之间形成喷气间隙，所述熔体管道通过所述熔体输送管道与所述熔炼炉连通。可选的，所述熔炼炉安装有用于置换炉内气体的开关组件。可选的，所述开关组件包括真空阀和进气阀。可选的，所述加热装置包括加热箱体和加热单元，所述熔炼炉设置于所述加热箱体内，所述加热单元设置于所述加热箱体内用于加热所述熔炼炉。可选的，所述熔体输送管道设有用于调节熔体流量的熔体调节阀。可选的，所述气体管道连接有气体输送管道，所述气体输送管道上设有气体调节阀。可选的，所述喷气间隙的宽度为0.5－1mm，所述熔体管道的开口端管径为1－3mm。实施本专利技术的实施例，具有以下技术效果：本专利技术提供的熔炼喷涂设备，通过设置熔炼炉熔炼金属，在金属熔炼过程中，使用加热装置对熔炼炉进行持续稳定的加热，另外，将熔炼后的金属熔体通过喷嘴喷出，实现熔体的喷涂，具有结构简单、制造成本低的特点；其中，熔体通过熔体管道喷出过程中，气体管道通过通入高速高压气体，高速高压气体从喷气间隙喷出的同时，将熔体的液流瞬间破碎成微米级颗粒，并推动熔体管道喷出的熔体颗粒击打基体表面，熔体颗粒碰到背管后，发生塑性形变粘在基体上形成致密的涂层，实现基体的喷涂加工。另外，本专利技术通过在基材表面涂布铟涂层，利用铟与Sn、In和InSn等颗粒之间较强的粘合力，使喷涂层均匀可靠的粘在基材表面，有助于提高靶材溅射形成膜层的均匀性。附图说明图1是本专利技术优选实施例的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例中喷嘴的结构示意图；图3是本专利技术优选实施例中的步骤原理图。附图标记说明：1、熔炼炉，11、第一压力表，12、泄压阀，13、进气阀，14、真空阀，15、排气阀，16、保温底座，17、检测单元；2、加热装置，21、加热箱体，22、加热单元；3、喷涂装置，31、喷嘴，311、熔体管道，312、气体管道，313、喷气间隙，32、熔体输送管道，33、熔体调节阀，34、气体输送管道，35、气体调节阀，36、第二压力表。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。此外，本专利技术中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。实施例1：本专利技术的一个实施例提供了一种旋转靶的喷涂设备，包括：熔炼炉1；加热装置2，用于加热熔炼炉1；喷涂装置3，包括喷嘴31和熔体输送管道32；其中，喷嘴31包括熔体管道311以及套设于熔体管道311外侧的气体管道312，熔体管道311的外侧壁与气体管道312的内侧壁之间形成喷气间隙313，熔体管道311通过熔体输送管道32与熔炼炉1连通。本专利技术提供的熔炼喷涂设备，通过设置熔炼炉1熔炼金属，在金属熔炼过程中，使用加热装置2对熔炼炉1进行持续稳定的加热，另外，将熔炼后的金属熔体通过喷嘴31喷出，实现熔体的喷涂，具有结构简单、制造成本低的特点；其中，熔体通过熔体管道311喷出过程中，气体管道312通过通入高速高压气体，高速高压气体从喷气间隙313喷出的同时，将熔体的液流瞬间破碎成微米级颗粒，并推动熔体管道311喷出的熔体颗粒击打基体表面，熔体颗粒碰到背管后，发生塑性形变粘在基体上形成致密的涂层，实现基体的喷涂加工。具体的，本实施例中的熔炼炉1由合金钢制作，可采用304、304L、316等不锈钢为材料制作，熔炼炉1需满足0.7－1.0MPa的操作压力。熔炼炉1上的泄压阀12的启动压力为0.6－0.9Mpa。进一步的，为了避免金属在熔融过程中与空气中的氧气反应，本实施例中的熔炼炉1的炉内空间密闭，方便向炉内充入惰性气体置换炉内的空气，其中，本实施例中的熔炼炉1安装有用于置换炉内气体的开关组件。具体的，本实施例中的开关组件包括真空阀14和进气阀13，通过设置抽真空设备连接真空阀14对熔炼炉1内进行抽真空，将熔炼炉1内的空气抽出，并通过进气阀13充入惰性气体，在熔炼炉1内形成惰性气体环境避免金属熔体氧化。还包括用于生产完成后用于炉内排气的排气阀1。进一步的，为了保证熔炼炉1使用的安全性，本实施例的开关组件还包括泄压阀12和第一压力表11，方便调节和监测炉内压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在基材表面均匀涂布金属铟形成铟涂层；/nS2：在惰性保护气氛环境下熔炼低熔点金属获得金属熔体；/nS3：使用步骤S2中获得的金属熔体，在惰性保护气氛环境下均匀喷涂到步骤S1中获得的基材表面得到靶材。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在基材表面均匀涂布金属铟形成铟涂层；
S2：在惰性保护气氛环境下熔炼低熔点金属获得金属熔体；
S3：使用步骤S2中获得的金属熔体，在惰性保护气氛环境下均匀喷涂到步骤S1中获得的基材表面得到靶材。


2.根据权利要求1所述的旋转靶的制备方法，其特征在于，S1中，对步骤S3中获得的靶材进行表面合金化热处理。


3.根据权利要求1所述的旋转靶的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述基材在喷涂过程中相对喷涂设备喷嘴以20－70mm/min的速度往复移动，且所述基材以60－150r/min的速度自转。


4.一种旋转靶喷涂设备，其特征在于，包括：
熔炼炉；
加热装置，用于加热所述熔炼炉；
喷涂装置，包括喷嘴和熔体输送管道；
其中，所述喷嘴包括熔体管道以及套设于所述熔体管道外侧的气体管道，所述熔体管道的外侧壁与所述气体管道的内侧壁之间形成喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：白平平，黄成建，黄宇彬，阿南·辛格·迪欧达特，童培云，朱刘，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44