離線(xiàn)Low-E玻璃鍍膜質(zhì)量控制

　　Low-E玻璃又稱(chēng)低輻射鍍膜玻璃，是在玻璃表面鍍上以銀為基礎的若干層金屬或其化合物薄膜，這些膜層具有對可見(jiàn)光高透過(guò)及對中遠紅外線(xiàn)高反射的特性，具有良好的節能效果和光學(xué)性能。真空磁控濺射法(PVD)也稱(chēng)離線(xiàn)法，可以實(shí)現復雜膜系Low-E玻璃的大規模量產(chǎn)，成為近年來(lái)Low-E玻璃的主流生產(chǎn)工藝。

　　相比傳統的熱反射鍍膜玻璃，Low-E玻璃的鍍膜層數多也更薄，特別是近年來(lái)雙銀/三銀Low-E玻璃的推廣，有的產(chǎn)品需要沉積多達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(huì )非常明顯。因此對現有的PVD鍍膜工藝來(lái)說(shuō)，提高鍍膜的質(zhì)量和均勻性是一個(gè)非常關(guān)鍵的課題。

　　1工藝氣體布氣均勻性

　　作為膜層均勻性控制的主要手段之一，工藝氣體布氣均勻性非常重要。我們采用如下二種方法確保工藝氣體沿玻璃板寬方向分布的均勻性：

　　1)布氣管路分為主管和輔管，主管由3個(gè)質(zhì)量流量計分別控制Ar、O2、N2氣的供氣量，輔管根據陰較寬度分為3～7段，每段由一個(gè)質(zhì)量流量計單獨控制工藝氣體流量，見(jiàn)圖1。

　　2)主管和每段輔管均采用二元布氣方式(見(jiàn)圖2)，確保每個(gè)噴嘴的流導一致。

　　2陰較磁場(chǎng)強度一致性

　　根據磁控濺射的原理，磁場(chǎng)強度越大，其對電子的束縛能力越強，相應地，該處的氣體離化程度就越高，濺射速率也就越大。準確的調整陰較磁鐵的磁場(chǎng)強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(chǎng)強度的均勻性的控制手段包括以下2個(gè)：

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

　　2)陰較使用過(guò)程中應嚴格控制冷卻水溫，并及時(shí)更換靶材，防止永磁體過(guò)熱，因其過(guò)熱不僅會(huì )導致磁場(chǎng)強度衰減，也會(huì )造成磁場(chǎng)不均現象。

　　3鍍膜室真空度、溫度、干燥度控制

　　3.1恒定的真空度

　　1)根據工藝氣體流量，對分子泵抽速、數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(dòng)密封如傳動(dòng)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(guò)渡室內部各布置2～3套阻流器，減少門(mén)閥開(kāi)啟閉合對鍍膜室內真空度的擾動(dòng)。

　　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)行監控。

　　3.3干燥度控制

　　1)玻璃清洗完畢后應確保干燥充分。

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

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

　　4靶材中毒及打弧現象的舒緩

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

　　目前，解決這個(gè)問(wèn)題的常用方法是采用雙旋轉陰較和交流電源組合，(參見(jiàn)圖3)，由于旋轉陰較的靶是旋轉的，靶材的刻蝕均勻的分布于整個(gè)靶筒的表面，可以避免反應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(gè)磁控管相接，使得兩個(gè)靶互為陰陽(yáng)較，并隨著(zhù)中頻電源的電勢和相位每半個(gè)周期變換一次，這樣，磁控管就可以捕獲電子，改變再沉積區域的表面電勢，進(jìn)而起到舒緩電弧的作用。關(guān)于這一技術(shù)的詳細論述，請讀者參見(jiàn)文獻一。

　　5不同靶位間反應氣體的隔離

　　由于Low-E膜的膜系復雜，現代連續式鍍膜線(xiàn)通常布置有10～30個(gè)靶位，對于采用不同工藝氣體的濺射單元之間，應采取嚴格的氣體隔離措施，否則會(huì )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(shuō)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，左三單元為旋轉靶，加入O2進(jìn)行反應濺射，生成氧化物膜。Ag在濺射時(shí)不能接觸O2，否則會(huì )產(chǎn)生AgO，影響膜層的光學(xué)性能和輻射率，并較終導致Low-E膜質(zhì)量下降。這種情況下，就需要對兩個(gè)靶位間的氣體進(jìn)行嚴格的隔離，圖示中右二和右三單元設置為氣體隔離單元，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靶，用于采用同一種工藝氣體，則可以相鄰放置，不會(huì )影響膜層質(zhì)量。模塊化的鍍膜室結構設計有助于上述功能的實(shí)現，因鍍膜室各單元結構和尺寸一致，可實(shí)現陰較和分子泵蓋板位置的完全互換，有利于用戶(hù)依據不同膜系要求對機組進(jìn)行柔性配置。

　　6結語(yǔ)

　　影響Low-E鍍膜質(zhì)量和均勻性的因素很多，文章要點(diǎn)論述了通過(guò)提升鍍膜設備硬件配置來(lái)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(gè)系統工程，不僅需要高水平的設備硬件配置，也需加強對生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節的管理，同時(shí)還應強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(shí)現。