[發明專利]一種提高低輻射鍍膜玻璃生產效率的方法

無效

• 申請號: 201010107683.2
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101786800A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 郭明;王秀麗;孟怡敏
• 申請（專利權）人: 洛陽新晶潤工程玻璃有限公司
• 主分類號: C03C17/22
• 分類號: C03C17/22
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于低輻射鍍膜玻璃生產技術領域，主要提出一種提高低輻射鍍膜玻璃生產效率的方法。

背景技術

低輻射鍍膜玻璃生產工藝要求在玻璃表面鍍一層10-40nm的氮化硅膜層，因為玻璃中有70％左右的硅成份，可以提高膜層與玻璃表面的結合力，同時由于氮化硅結構致密，可以有效阻止玻璃中的鈉離子遷移，腐蝕膜層中的銀層；低輻射鍍膜玻璃生產工藝還要求低輻射膜最外一層使用氮化硅膜層，厚度約20-60mm，因為氮化硅膜層致密、堅硬，可以阻止空氣中的氧氣、水汽、硫化氫對膜層中的銀層腐蝕，并具有較強的耐劃傷、摩擦能力。

鍍膜濺射的工藝原理：在充入少量工藝氣體的真空室內，當極間電壓很小時，只有少量離子和電子存在，電流密度在10^-15A/cm²數量極，當真空室內陰極(靶材)和陽極間電壓增加時，帶電粒子在電場的作用下加速運動，能量增加，與電極或中性氣體原子相碰撞，產生更多的帶電粒子，直至電流達到10^-6A/cm²數量極，當電壓再增加時，則會產生負阻效應，即“雪崩”現象。此時離子轟擊陰極，擊出陰極原子和二次電子，二次電子與中性原子碰撞，產生更多離子，此離子再轟擊陰極，又產生二次電子，如此反復。當電流密度達到10^-2A/cm²數量級時，電流將隨電壓的增加而增加，形成高密度等離子體的異常輝光放電，高能量的離子轟擊陰極(靶材)產生濺射現象。濺射出來的高能量靶材粒子沉積到陽極(玻璃毛坯)上，從而達到鍍膜的目的。

在低輻射鍍膜玻璃生產過程中，在濺射沉積氮化硅膜層時，在鍍膜室充入0.5-2升/分鐘流量的氮氣，硅靶送電，開始濺射，玻璃從硅靶下以一定速度通過，氮化硅就沉積在玻璃表面，形成氮化硅膜層。

發明內容

本發明的目的即是提出一種提高低輻射鍍膜玻璃生產效率的方法，使用該方法在低輻射鍍膜玻璃生產線硬件不變的條件下，濺射沉積其它膜層參數不變的前提下，可以降低硅靶的濺射功率50％左右，節約電能；在濺射沉積所有膜層參數不變的前提下，可以減少50％左右的硅靶裝置及配套的濺射電源，節約設備投資。

本發明提出的一種提高低輻射鍍膜玻璃生產效率的方法為，在低輻射鍍膜玻璃生產時，在鍍膜室分別充入氮氣和氬氣，使總氣體流量為0.5-2升/分鐘，其中氮氣占總量的40％-90％，氬氣占總量的10％-60％，硅靶送電，開始濺射，玻璃從硅靶下通過，氮化硅就沉積在玻璃表面，形成氮化硅膜層。

所述鍍膜室可分別充入氮氣和氬氣，總氣體流量為0.8-1.8升/分鐘，其中氮氣占總量的50％-80％，氬氣占總量的20％-50％。

所述鍍膜室可分別充入氮氣和氬氣，總氣體流量為1.0-1.6升/分鐘，其中氮氣占總量的60％-80％，氬氣占總量的20％-40％。

本發明提出在生產低輻射鍍膜玻璃時，在濺射沉積氮化硅膜層時，在鍍膜室充入一定比例的氮氣和氬氣，提高氮化硅濺射效率，從而提高鍍膜玻璃生產效率的方法。硅靶在充入氮氣的鍍膜室濺射時，鍍膜室中的電子在電場的作用下，高速運動，撞擊氮氣，將其電離成帶正電荷的氮離子和電子，帶正電荷的氮粒子在電場的作用下，撞擊作為負電極的硅靶，將硅原子濺射出來，形成氮化硅，并沉積在靶材下面的玻璃上，形成氮化硅膜層。在鍍膜室中充入一定比例的氮氣和氬氣，可以有效提高氮化硅的濺射效率。氮原子質量為14，氬原子質量為40，氬原子質量是氮原子質量的2.86倍，因此氬離子在撞擊硅靶時，比氮離子具有更高的能量，能夠濺射出更多的硅原子，氬氣為惰性氣體，不與硅原子結合，硅原子只與氮原子結合，形成氮化硅，沉積在玻璃表面，形成氮化硅膜層。本發明使用的氬氣純度高于99.99％，氬氣的流量控制在氮氣和氬氣總流量的10％-60％，如果氬氣比例低，則氮化硅濺射效率提高得不多，隨著氬氣比例的提高，氮化硅濺射效率也會提高。但如果氬氣比例太高，則氮氣將會較少，雖然能濺射出來的硅原子很多，但卻沒有足夠的氮原子與其結合，形成氮化硅，會有一部分純硅沉積到玻璃表面，影響氮化硅膜層質量。

采用本發明所述的方法，可使氮化硅的濺射效率由鍍膜室充入純氮氣時的50nm*mm*mm/s.w左右，提升到加入氬氣時的110nm*mm*mm/s*w左右，濺射效率增加了1.2倍左右。沉積同樣厚度的氮化硅膜層，在低輻射鍍膜玻璃生產線硬件不變的條件下，濺射沉積其它膜層參數不變的前提下，采用本發明可以降低硅靶的濺射功率55％左右，節約電能；在濺射沉積所有膜層參數不變的前提下，采用本發明可以減少一半的硅靶裝置及配套的濺射電源，節約設備投資。

具體實施方式