[发明专利]用于制备燃料电池金属双极板非晶碳膜磁控溅射连续线

说明书

本发明涉及一种用于制备燃料电池金属双极板非晶碳膜磁控溅射连续线，包括：多腔室系统：包括依次串联并组成整体的四个腔室：清洗加热腔室、第一镀膜腔室、第二镀膜腔室和后续处理腔室，各个腔室之间相互贯通；工件架：包括至少一个用于固定安置待处理金属双极板的金属双极板挂具；传送系统：包括用于将所述工件架依次送入/送出所述腔室的传送机构；抽气系统：包括独立设置在各个腔室的抽气机构，用于控制各个腔室的真空度；可开闭的隔离阀系统：设置在每相邻的两个腔室之间的过渡部分，并与所述腔室密封配合。与现有技术相比，本发明制备金属双极板非晶碳膜生产效率高、薄膜质量好、成本低，对加快燃料电池产业化发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种非晶碳膜磁控溅射连续线，尤其是涉及一种用于高效制备燃料电池金属双极板非晶碳膜磁控溅射连续线。

背景技术

真空镀膜技术初现于20世纪30年代，四五十年代开始出现工业应用，工业化大规模生产开始于20世纪80年代，在电子、交通、宇航、包装、装潢、烫金印刷等工业中取得广泛的应用。磁控溅射作为真空镀膜技术中的一种，通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，实现了高速、低温、低损伤溅射，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多种材料，从而使固体表面具有耐磨损、耐腐蚀、导电等许多由于固体材料本身的优越性能，达到提高产品质量、延长产品寿命、节约能源和获得显著经济效益的作用。

燃料电池使用氢气作为能源，具有高效清洁的特点，在各个领域具有广泛的应用前景。其中双极板作为燃料电池的重要组成部分之一，其性能好坏制约着燃料电池的商业化进程。目前金属材料因其较好的机械性能、耐腐蚀性能及低成本的优势，已成为燃料电池双极板的主要材料。

仅仅金属双极板并不能满足燃料电池对双极板耐腐蚀、导电性好的性能要求，目前可通过磁控溅射技术在其表面制备一层既耐腐蚀又导电的涂层以提高金属双极板性能。但在涂层制备过程中发现，现有的涂层制备技术效率低，且因制备多层薄膜导致靶材污染，需频繁洗靶进一步降低涂层制备效率。中国专利200610049197.3公开了一种连续式溅射设备，该设备由预抽室、前过渡室、溅射室、后过渡室和减压室五个真空腔体以及进片台、出片台、工件架返回装置等构成，工件架依次通过各个腔室后被输送出机体到达出片台，再由体外的工件架返回装置将工件架传输回进片端，该设备的缺陷在于：各个腔室相互贯通，但各个腔室工艺的工作环境不同，故而无法保持不同腔室不同工艺条件，同时会造成靶材污染；中国专利ZL201110149168.5公开了一种同端进出式连续溅射镀膜设备，该设备真空腔体由相邻且相通的预抽室和溅射室两个真空室构成，两个真空室之间设有隔离阀，腔室中设置有可往复传输工件架的传送装置，虽然该设备节约占地面积，但生产效率较低，且在溅射腔室中无法避免靶材污染的问题。因而提出一种结构合理、成本较低、可大幅提高镀膜效率的磁控溅射连续线，以满足实际批量生产中的使用要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于制备燃料电池金属双极板非晶碳膜磁控溅射连续线。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明实现其目的的技术构想主要有以下四个方面：

一是通过多个腔室多种靶材实现复合薄膜的高效率沉积；

二是在清洗、溅射腔室中增加离子源，分别用以清洗工件表面及辅助沉积薄膜；

三是提供一种可一次在各个腔室中完成相应工艺后进入下一腔室进行后续工艺的工件架及其传送系统，实现薄膜的均匀快速沉积；

四是通过相邻腔室之间气动控制可开闭的隔离阀及个股腔室相互独立的抽气系统，以控制腔室真空度，用以保证各个腔室相应工艺的最优条件，同时防止溅射粒子进入相邻腔室造成污染。

一种用于制备燃料电池金属双极板非晶碳膜磁控溅射连续线，包括：