[发明专利]一种提高低辐射镀膜玻璃生产效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于低辐射镀膜玻璃生产技术领域，主要提出一种提高低辐射镀膜玻璃生产效率的方法。

背景技术

低辐射镀膜玻璃生产工艺要求在玻璃表面镀一层10-40nm的氮化硅膜层，因为玻璃中有70％左右的硅成份，可以提高膜层与玻璃表面的结合力，同时由于氮化硅结构致密，可以有效阻止玻璃中的钠离子迁移，腐蚀膜层中的银层；低辐射镀膜玻璃生产工艺还要求低辐射膜最外一层使用氮化硅膜层，厚度约20-60mm，因为氮化硅膜层致密、坚硬，可以阻止空气中的氧气、水汽、硫化氢对膜层中的银层腐蚀，并具有较强的耐划伤、摩擦能力。

镀膜溅射的工艺原理：在充入少量工艺气体的真空室内，当极间电压很小时，只有少量离子和电子存在，电流密度在10^-15A/cm²数量极，当真空室内阴极(靶材)和阳极间电压增加时，带电粒子在电场的作用下加速运动，能量增加，与电极或中性气体原子相碰撞，产生更多的带电粒子，直至电流达到10^-6A/cm²数量极，当电压再增加时，则会产生负阻效应，即“雪崩”现象。此时离子轰击阴极，击出阴极原子和二次电子，二次电子与中性原子碰撞，产生更多离子，此离子再轰击阴极，又产生二次电子，如此反复。当电流密度达到10^-2A/cm²数量级时，电流将随电压的增加而增加，形成高密度等离子体的异常辉光放电，高能量的离子轰击阴极(靶材)产生溅射现象。溅射出来的高能量靶材粒子沉积到阳极(玻璃毛坯)上，从而达到镀膜的目的。

在低辐射镀膜玻璃生产过程中，在溅射沉积氮化硅膜层时，在镀膜室充入0.5-2升/分钟流量的氮气，硅靶送电，开始溅射，玻璃从硅靶下以一定速度通过，氮化硅就沉积在玻璃表面，形成氮化硅膜层。

发明内容

本发明的目的即是提出一种提高低辐射镀膜玻璃生产效率的方法，使用该方法在低辐射镀膜玻璃生产线硬件不变的条件下，溅射沉积其它膜层参数不变的前提下，可以降低硅靶的溅射功率50％左右，节约电能；在溅射沉积所有膜层参数不变的前提下，可以减少50％左右的硅靶装置及配套的溅射电源，节约设备投资。

本发明提出的一种提高低辐射镀膜玻璃生产效率的方法为，在低辐射镀膜玻璃生产时，在镀膜室分别充入氮气和氩气，使总气体流量为0.5-2升/分钟，其中氮气占总量的40％-90％，氩气占总量的10％-60％，硅靶送电，开始溅射，玻璃从硅靶下通过，氮化硅就沉积在玻璃表面，形成氮化硅膜层。

所述镀膜室可分别充入氮气和氩气，总气体流量为0.8-1.8升/分钟，其中氮气占总量的50％-80％，氩气占总量的20％-50％。

所述镀膜室可分别充入氮气和氩气，总气体流量为1.0-1.6升/分钟，其中氮气占总量的60％-80％，氩气占总量的20％-40％。

本发明提出在生产低辐射镀膜玻璃时，在溅射沉积氮化硅膜层时，在镀膜室充入一定比例的氮气和氩气，提高氮化硅溅射效率，从而提高镀膜玻璃生产效率的方法。硅靶在充入氮气的镀膜室溅射时，镀膜室中的电子在电场的作用下，高速运动，撞击氮气，将其电离成带正电荷的氮离子和电子，带正电荷的氮粒子在电场的作用下，撞击作为负电极的硅靶，将硅原子溅射出来，形成氮化硅，并沉积在靶材下面的玻璃上，形成氮化硅膜层。在镀膜室中充入一定比例的氮气和氩气，可以有效提高氮化硅的溅射效率。氮原子质量为14，氩原子质量为40，氩原子质量是氮原子质量的2.86倍，因此氩离子在撞击硅靶时，比氮离子具有更高的能量，能够溅射出更多的硅原子，氩气为惰性气体，不与硅原子结合，硅原子只与氮原子结合，形成氮化硅，沉积在玻璃表面，形成氮化硅膜层。本发明使用的氩气纯度高于99.99％，氩气的流量控制在氮气和氩气总流量的10％-60％，如果氩气比例低，则氮化硅溅射效率提高得不多，随着氩气比例的提高，氮化硅溅射效率也会提高。但如果氩气比例太高，则氮气将会较少，虽然能溅射出来的硅原子很多，但却没有足够的氮原子与其结合，形成氮化硅，会有一部分纯硅沉积到玻璃表面，影响氮化硅膜层质量。

采用本发明所述的方法，可使氮化硅的溅射效率由镀膜室充入纯氮气时的50nm*mm*mm/s.w左右，提升到加入氩气时的110nm*mm*mm/s*w左右，溅射效率增加了1.2倍左右。沉积同样厚度的氮化硅膜层，在低辐射镀膜玻璃生产线硬件不变的条件下，溅射沉积其它膜层参数不变的前提下，采用本发明可以降低硅靶的溅射功率55％左右，节约电能；在溅射沉积所有膜层参数不变的前提下，采用本发明可以减少一半的硅靶装置及配套的溅射电源，节约设备投资。

具体实施方式