離線Low-E玻璃鍍膜質(zhì)量控制

　　Low-E玻璃又稱低輻射鍍膜玻璃，是在玻璃表面鍍上以銀為基礎(chǔ)的若干層金屬或其化合物薄膜，這些膜層具有對可見光高透過及對中遠(yuǎn)紅外線高反射的特性，具有良好的節(jié)能效果和光學(xué)性能。真空磁控濺射法(PVD)也稱離線法，可以實現(xiàn)復(fù)雜膜系Low-E玻璃的大規(guī)模量產(chǎn)，成為近年來Low-E玻璃的主流生產(chǎn)工藝。

　　相比傳統(tǒng)的熱反射鍍膜玻璃，Low-E玻璃的鍍膜層數(shù)多也更薄，特別是近年來雙銀/三銀Low-E玻璃的推廣，有的產(chǎn)品需要沉積多達(dá)20多層不同材料的薄膜，這就對每層薄膜的質(zhì)量和均勻性提出了非�？量痰囊�。如果不能很好的控制單層薄膜的質(zhì)量和均勻性，這么多層薄膜累加后的顏色、透光率等光學(xué)不均勻性就會非常明顯。因此對現(xiàn)有的PVD鍍膜工藝來說，提高鍍膜的質(zhì)量和均勻性是一個非常關(guān)鍵的課題。

　　1工藝氣體布?xì)饩鶆蛐?/p>

　　作為膜層均勻性控制的主要手段之一，工藝氣體布?xì)饩鶆蛐苑浅Ｖ匾Ｎ覀儾捎萌缦露N方法確保工藝氣體沿玻璃板寬方向分布的均勻性：

　　1)布?xì)夤苈贩譃橹鞴芎洼o管，主管由3個質(zhì)量流量計分別控制Ar、O2、N2氣的供氣量，輔管根據(jù)陰較寬度分為3～7段，每段由一個質(zhì)量流量計單獨控制工藝氣體流量，見圖1。

　　2)主管和每段輔管均采用二元布?xì)夥绞?見圖2)，確保每個噴嘴的流導(dǎo)一致。

　　2陰較磁場強(qiáng)度一致性

　　根據(jù)磁控濺射的原理，磁場強(qiáng)度越大，其對電子的束縛能力越強(qiáng)，相應(yīng)地，該處的氣體離化程度就越高，濺射速率也就越大。準(zhǔn)確的調(diào)整陰較磁鐵的磁場強(qiáng)度在寬度方向的一致性，可以有效地控制濺射速率的橫向一致性，進(jìn)而控制薄膜沿寬度方向的均勻性。

　　陰較磁場強(qiáng)度的均勻性的控制手段包括以下2個：

　　1)為確保磁場的強(qiáng)度一致性，需要對所用磁鐵的磁場強(qiáng)度進(jìn)行挑選，盡量選擇磁場強(qiáng)度一致的磁鐵。陰較裝配完畢后，采用高斯計沿陰較橫向?qū)Υ艌鰪?qiáng)度進(jìn)行掃描測量，繪出磁場強(qiáng)度曲線，可采用調(diào)整磁鐵到靶材距離的方法微調(diào)該處磁場強(qiáng)度，確保磁場沿陰較橫向的一致性。

　　2)陰較使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制冷卻水溫，并及時更換靶材，防止永磁體過熱，因其過熱不僅會導(dǎo)致磁場強(qiáng)度衰減，也會造成磁場不均現(xiàn)象。

　　3鍍膜室真空度、溫度、干燥度控制

　　3.1恒定的真空度

　　1)根據(jù)工藝氣體流量，對分子泵抽速、數(shù)量配置和安裝位置進(jìn)行合理配置。

　　2)完善可靠的腔室密封，所有的動密封如傳動站、翻版閥等處均采用磁流體密封，蓋板和腔室之間采用壓差密封，即對兩道密封圈之間的空間抽真空，從而提高大型密封面的密封效果。

　　3)進(jìn)出片過渡室內(nèi)部各布置2～3套阻流器，減少門閥開啟閉合對鍍膜室內(nèi)真空度的擾動。

　　3.2溫度控制

　　陰較及鍍膜室腔體通軟化水冷卻，并對進(jìn)出水的溫度和流量進(jìn)行監(jiān)控。

　　3.3干燥度控制

　　1)玻璃清洗完畢后應(yīng)確保干燥充分。

　　2)生產(chǎn)線旁應(yīng)布置干燥壓縮空氣(CDA)儲氣罐，在空氣濕度大的時候，進(jìn)出片室在充氣時可選擇接通CDA，以減少進(jìn)入腔室內(nèi)的水蒸氣分子。

　　3)在鍍膜室入口處設(shè)置低溫冷阱，用于捕獲進(jìn)入腔室內(nèi)的水蒸氣分子。

　　4靶材中毒及打弧現(xiàn)象的舒緩

　　反應(yīng)濺射產(chǎn)生的氧化物會在靶材刻蝕區(qū)附近再沉積，形成一層絕緣層，絕緣層上會積累正離子電荷而改變靶表面電勢，造成濺射速率下降，當(dāng)靶表面電勢升高到一定程度時，會引發(fā)電弧放電，放電會破壞靶和膜層，這就是靶材“中毒”現(xiàn)象，如圖3所示。

　　目前，解決這個問題的常用方法是采用雙旋轉(zhuǎn)陰較和交流電源組合，(參見圖3)，由于旋轉(zhuǎn)陰較的靶是旋轉(zhuǎn)的，靶材的刻蝕均勻的分布于整個靶筒的表面，可以避免反應(yīng)濺射中由于再沉積而形成絕緣層。另外，中頻電源分別與兩個磁控管相接，使得兩個靶互為陰陽較，并隨著中頻電源的電勢和相位每半個周期變換一次，這樣，磁控管就可以捕獲電子，改變再沉積區(qū)域的表面電勢，進(jìn)而起到舒緩電弧的作用。關(guān)于這一技術(shù)的詳細(xì)論述，請讀者參見文獻(xiàn)一。

　　5不同靶位間反應(yīng)氣體的隔離

　　由于Low-E膜的膜系復(fù)雜，現(xiàn)代連續(xù)式鍍膜線通常布置有10～30個靶位，對于采用不同工藝氣體的濺射單元之間，應(yīng)采取嚴(yán)格的氣體隔離措施，否則會使得各靶位間產(chǎn)生不必要的交叉污染，造成膜層質(zhì)量下降。以圖4所示為例進(jìn)行說明：

　　如圖4所示，假定右一單元是Ag靶(平面靶)，采用金屬模式濺射并生成Ag膜，左三單元為旋轉(zhuǎn)靶，加入O2進(jìn)行反應(yīng)濺射，生成氧化物膜。Ag在濺射時不能接觸O2，否則會產(chǎn)生AgO，影響膜層的光學(xué)性能和輻射率，并較終導(dǎo)致Low-E膜質(zhì)量下降。這種情況下，就需要對兩個靶位間的氣體進(jìn)行嚴(yán)格的隔離，圖示中右二和右三單元設(shè)置為氣體隔離單元，布置有分子泵蓋板和氣體隔離組件，能夠有效阻止反應(yīng)氣體O2從左三單元滲透到右一單元。而對于左二和左三的旋轉(zhuǎn)靶，用于采用同一種工藝氣體，則可以相鄰放置，不會影響膜層質(zhì)量。模塊化的鍍膜室結(jié)構(gòu)設(shè)計有助于上述功能的實現(xiàn)，因鍍膜室各單元結(jié)構(gòu)和尺寸一致，可實現(xiàn)陰較和分子泵蓋板位置的完全互換，有利于用戶依據(jù)不同膜系要求對機(jī)組進(jìn)行柔性配置。

　　6結(jié)語

　　影響Low-E鍍膜質(zhì)量和均勻性的因素很多，文章要點論述了通過提升鍍膜設(shè)備硬件配置來提高鍍膜質(zhì)量，其他還有諸如：玻璃原片質(zhì)量及新鮮度、玻璃清洗質(zhì)量、靶材質(zhì)量、鍍膜室清潔度、工藝操作水平等因素。因此，提高Low-E鍍膜質(zhì)量是一個系統(tǒng)工程，不僅需要高水平的設(shè)備硬件配置，也需加強(qiáng)對生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的管理，同時還應(yīng)強(qiáng)化工藝人員的操作水平，從硬件和軟件兩方面保證高水平的Low-E鍍膜質(zhì)量的實現(xiàn)。