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低辐射镀膜玻璃产生缺陷的原因分析及控制方法

时间:2013-08-07 15:37 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:论文部落 点击次数:

  离线低辐射镀膜玻璃(Low-ECoatedGlass)是利用真空磁控溅射工艺,在玻璃表面镀由多层银或锡等金属或其化合物组成的薄膜系,产品对波长范围4.5μm~25μm的远红外线有很高的反射率,具有良好的隔热性能,主要应用于建筑行业。

  在实际生产中,由于工艺控制的失误,会导致最终产品出现各种各样的质量缺陷,如放电纹.颜色不均匀.氧化.针孔.斑点(脱膜.漏镀).斑纹.划伤.暗道或亮道等。本文将系统分析这些缺陷产生的原因,并针对缺陷产生的原因,提出解决方案,以改进工艺控制方法,提高LOW-E玻璃产品质量。

  一.放电纹;

  LOW玻璃膜层出现放电纹的原因是阴极放电和基片表面放电,基片表面放电是等离子体中的大量电子游离到基片表面聚集放电,而造成大量电子游离到基片表面的原因则是“阳极消失”,这种现象主要是平面阴极溅射时经常发生,旋转阴极很少发生这种现象。

  阴极放电和阳极消失产生的根源就在于平面磁控溅射这种工艺固有的缺陷,这种工艺要求靶和阳极都要有较好的导电性,而在进行反应性溅射时,绝缘的氧化物会在靶和阳极的表面形成电绝缘层,一方面覆盖着电绝缘层的阴极靶面电势会受到很大影响,论文指导在气体放电过程中产生的正离子会改变表面上覆盖膜层的电势,甚至可能将表面的电势降为0V,溅射电压UA就会在这个非常薄的覆盖层(厚度为d)上下降,结果电场UA/d就会非常强,甚至会产生电弧,也就是人们常说的放电,这种电弧会对靶和玻璃上沉积的膜层造成破坏,导致放电纹;另一方面阳极覆盖了电绝缘层,电路中的电阻就会增大,溅射过程中的电势也会发生变化,造成阳极悬浮电势较高,从而降低溅射效率和影响膜层的均匀性,同时降低了阳极吸收电子的效率,使得大量电子游离到基片表面聚集放电导致基片表面产生放电纹,这种现象就是“阳极消失”效应。

  由此可见,导致放电纹的原因是阴极放电和阳极消失,要杜绝放电纹就必须把他们表面的氧化物厚度控制在一定的范围内,要从减少阴极放电和控制电子游离两方面解决,可采用阳极悬浮.加装辅助阳极结合定期清靶的工艺以清洁靶面和阳极表面。

  二.颜色不均匀

  造成膜层颜色不均匀的原因有几个方面:

  1.局部气压不均匀,气压不均匀会导致阴极的溅射电压.电流不一致,导致溅射效率的不一致而造成膜层厚度不均匀,造成局部气压不均匀的原因主要包括抽气设备工作不平衡.真空室漏气.真空室窜气.真空室内壁及部件放气.工作气体供应不匀.工作气体供应过量或配比不当等,这一原因往往是膜层厚度不均匀的主要原因;

  2.磁场分布不均匀,这一情况很少发生,只要我们日常做好阴极冷却水的维护工作和阴极的定期维护即可;

  3.电场分布不均匀,导致电场分布不均匀的因素主要是阴极表面的氧化层厚度不匀.阳极的表面质量及导电性.溅射室内各种档板的表面喷砂质量;

  4.靶材的厚度不均.纯度不足,特别是靶材的表面氧化层厚度不均;

  5.机械传动不平稳。

  6..靶材纯度不足;

  7.电场.磁场不均匀,其中多数情况是电场不均;

  三.膜层氧化

  膜层氧化指的是Low—E玻璃在镀膜完成后由于膜层中银受空气中的水汽或者硫化物等污染而氧化。主要由以下几个方面原因引起:

  1.膜层结构缺陷,主要是金属或合金封闭层(隔离层)的厚度不足或致密性不良,因此,要在保证封闭层厚度的前提下,提高其致密性,要严格控制基础真空.溅射真空,控制溅射电压,以提高溅射离子能量,提高膜层的致密性。


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