CN109161842B - 镀膜系统及镀膜玻璃的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镀膜系统及镀膜玻璃的制造方法。一种镀膜系统，包括真空室，以及设置在真空室的溅射靶台、基板台、电场装置及磁场装置，磁场装置包括第一磁场装置和第二磁场装置，第一磁场装置、基板台、溅射靶台、第二磁场装置位于电场装置产生电场的区域内，且沿电场装置产生的电场方向依次排列设置，第一磁场装置位于预计镀膜厚度较薄区域内，且与对应的基板台上待镀膜的玻璃基板正对设置，当进行镀膜时，可以通过第一磁场装置加强该膜厚较薄区域内的镀膜量，从而得到均匀性更好的镀膜玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，特别是涉及一种镀膜系统及镀膜玻璃的制造方法。
背景技术
目前，镀膜玻璃按照产品的不同特性分为三类：热反射玻璃、低辐射玻璃和导电膜玻璃。其中，导电膜玻璃因其电阻小、导电性能好等优点，在液晶显示器、太阳能电池、光电子和各种光学领域得到了广泛应用。
然而，导电膜玻璃在制造过程中，会出现膜厚不均匀的情况。其中，在纳米铟锡氧化物(Nano Indium tin metal Oxide，ITO)，或氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)等导电材料镀膜过程中，会出现边角的阻值大于中间位置的情况，影响整片产品的均匀性；在抗反射增透(Anti-Reflection，AR)膜的镀膜过程中，会出现中间膜厚大于上下边缘的膜厚的情况，很容易形成色差，影响产品品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种镀膜玻璃均匀性更好的镀膜系统及镀膜玻璃的制造方法。
一种镀膜系统，包括真空室，以及设置在真空室的溅射靶台、基板台、电场装置及磁场装置，所述磁场装置包括第一磁场装置和第二磁场装置，所述第一磁场装置、基板台、溅射靶台、第二磁场装置位于所述电场装置产生电场的区域内，且沿所述电场装置产生的电场方向依次排列设置，所述第一磁场装置位于预计镀膜厚度较薄区域内，且与对应的所述基板台上待镀膜的玻璃基板正对设置。
上述镀膜系统，由于磁场装置包括第一磁场装置和第二磁场装置，所述第一磁场装置、基板台、溅射靶台、第二磁场装置位于所述电场装置产生电场的区域内，且沿所述电场装置产生的电场方向依次排列设置，所述第一磁场装置位于预计镀膜厚度较薄区域内，且与对应的所述基板台上待镀膜的玻璃基板正对设置，当进行镀膜时，可以通过第一磁场装置加强该膜厚较薄区域内的镀膜量，从而解决了传统镀膜玻璃膜厚均匀性较差的问题。
在其中一个实施例中，所述溅射靶台上的溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料，但不限于这两种材料，所述第一磁场装置为多个磁铁，且所述多个磁铁的位置分别与所述基板台上待镀膜的玻璃基板的边角位置对应。
对于不同材料的溅射靶材，溅射产生的镀膜玻璃膜厚薄分布情况也会不同，对于溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料等溅射材料时，溅射产生的镀膜玻璃会出现边角阻值大于中间位置阻值的情况，在其所对应的玻璃基板后面加入第一磁场装置，通过磁场的束缚作用改变粒子溅射的方向，使溅射边角偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而改变整片产品膜厚的均匀性。其中，第一磁场装置为多个磁铁，不仅仅可以达到很好的均匀性效果，而且还可以减少镀膜的成本。
在其中一个实施例中，所述溅射靶材包括抗反射增透材料，所述第一磁场装置为多个磁铁，且所述多个磁铁的位置分别与所述基板台上的待镀膜玻璃基板的上下边缘位置对应。
对于溅射靶材包括抗反射增透材料时，溅射产生的镀膜玻璃会出现上下边缘膜厚偏薄的情况，在其所对应的玻璃基板后面加入第一磁场装置，通过磁场的束缚作用改变粒子溅射的方向，使溅射上下边缘偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而改变整片产品膜厚的均匀性。其中，第一磁场装置为多个磁铁，不仅仅可以达到很好的均匀性效果，而且还可以减少镀膜的成本。
在其中一个实施例中，所述真空室还包括对所述基板台上的玻璃基板进行加热的加热装置，其中，加热装置不仅可以使玻璃基板表面除气去水，提高膜-基结合力，而且还可以消除膜-基应力，提高膜层粒子的聚集度。
在其中一个实施例中，所述真空室还包括可活动的挡板，在预溅射时，用于隔离溅射靶台上的溅射靶材和基板台上待镀膜的玻璃基板，预溅射时，通过离子轰击的方法去除溅射靶材氧化膜，以及其他非溅射靶材的物质，轰击出来的粒子附着在挡板上，通过定时清洗即可清除出真空室，从而提高溅射靶材的纯度。
一种镀膜玻璃的制造方法，包括：对镀膜玻璃进行调试；分别在溅射靶台和基板台上安装所要溅射的靶材和玻璃基板，使玻璃基板上预计镀膜厚度较薄区域与第一磁场装置对应；向真空室充入惰性气体；接通电场装置；通过磁控溅射在玻璃基板上沉积溅射靶材粒子。
上述镀膜玻璃的制造方法，由于分别在溅射靶台和基板台上安装所要溅射的靶材和玻璃基板，使玻璃基板上预计镀膜厚度较薄区域与第一磁场装置对应，利用第一磁场装置产生的磁场，改变粒子溅射的方向，使预计镀膜厚度较薄区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而有效地解决了传统镀膜玻璃均匀性较差的问题。
在其中一个实施例中，还包括对玻璃基板进行加热处理，对玻璃基板进行加热处理不仅可以使玻璃基板表面除气去水，提高膜-基结合力，而且还可以消除膜-基应力，提高膜层粒子的聚集度。
在其中一个实施例中，还包括对溅射靶材进行预溅射处理，预溅射处理可以利用离子轰击的方法去除溅射靶材氧化膜，以及其他非溅射靶材的物质，提高溅射靶材的纯度。
在其中一个实施例中，所述溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料，但不限于这两种材料，所述对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的阻值调试，对于溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料等溅射材料时，所溅射出来的镀膜玻璃具有具体的阻值，像这样有具体阻值的工艺，通过阻值调试可以更加方便地确认磁场装置的放置方式。
在其中一个实施例中，所述溅射靶材包括抗反射增透材料，所述对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的膜厚均匀性调试，对于溅射靶材包括抗反射增透材料时，所溅射出来的镀膜玻璃会出现上下边缘膜厚较薄的情况，通过膜厚均匀性调试可以更加方便地确认磁场装置的放置方式。
附图说明
图1为本发明一种镀膜系统的结构示意图；
图2为传统的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃阻值分布情况表；
图3为本发明一种镀膜系统的第一实施方式结构示意图；
图4为本发明一种镀膜系统的第一实施方式工作原理示意图；
图5为改善后的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃阻值分布情况表；
图6为传统的抗反射增透镀膜玻璃膜厚均匀性分布情况示意图；
图7为本发明一种镀膜系统的第二实施方式结构示意图；
图8为本发明一种镀膜玻璃的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
图1所示的镀膜系统，包括真空室10，以及设置在真空室10的溅射靶台400、基板台300、电场装置100及磁场装置，磁场装置包括第一磁场装置200和第二磁场装置500，第一磁场装置200、基板台300、溅射靶台400、第二磁场装置500位于电场装置100产生电场的区域内，且沿电场装置100产生的电场方向700依次排列设置，第一磁场装置200位于预计镀膜膜厚较薄区域内，且与对应的基板台300上待镀膜的玻璃基板正对设置。
其中，溅射靶台400是用来安装需要溅射的靶材材料，基板台300是用来安装待镀膜的玻璃基板。
上述镀膜系统，由于磁场装置包括第一磁场装置200和第二磁场装置500，第一磁场装置200、基板台300、溅射靶台400、第二磁场装置500位于电场装置100产生电场的区域内，且沿电场装置100产生的电场方向700依次排列设置，第一磁场装置200位于预计镀膜膜厚较薄区域内，且与对应的基板台300上待镀膜的玻璃基板正对设置，当进行镀膜时，可以通过第一磁场装置200加强该膜厚较薄区域内的镀膜量，从而解决了传统镀膜玻璃膜厚均匀性较差的问题。
在一个实施例中，溅射靶台400上的溅射靶材包括纳米铟锡氧化物(Nano Indiumtin metal Oxide，ITO)材料或氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)材料，但不限于这两种材料，第一磁场装置200为多个磁铁，且多个磁铁的位置分别与基板台300上待镀膜的玻璃基板的边角位置对应，根据边角膜厚的偏薄情况，可以通过调整磁铁的磁力大小或通过调整磁铁距离溅射基板的距离获得所需的膜厚。
对于不同材料的溅射靶材，溅射产生的镀膜玻璃膜厚薄分布情况也会不同，对于溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料等溅射材料时，溅射产生的镀膜玻璃会出现边角阻值大于中间阻值的情况，在其所对应的玻璃基板后面加入第一磁场装置200，通过磁场的束缚作用改变粒子溅射的方向800，使溅射边角偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而改变整片产品膜厚的均匀性。其中，第一磁场装置200为多个磁铁，不仅仅可以达到很好的均匀性效果，而且还可以减少镀膜的成本。
图2所示的是溅射靶材为纳米铟锡氧化物所溅射出来的传统镀膜玻璃阻值分布情况表。由表1可知，传统的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃有明显的边角效应，镀膜玻璃最大阻值为550Ω，最小阻值为411Ω，平均阻值为461.4Ω，平均性为15.1％。
图3所示的是纳米铟锡氧化物镀膜玻璃在镀膜过程中，第一磁场在玻璃基板分布的结构示意图。为解决传统的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃膜厚均匀性较差的问题，通过在镀膜系统中设有第一磁场装置200，且第一磁场装置200为多个磁铁，多个磁铁的位置分别与基板台300上待镀膜的玻璃基板的边角位置对应。
图4所示的是纳米铟锡氧化物镀膜玻璃在镀膜过程中，第一磁场在玻璃基板的工作原理示意图。通过在玻璃基板的边角位置加入磁铁，利用电磁场原理，利用磁场对溅射粒子的束缚作用，通过磁场的束缚作用改变粒子的溅射方向800，使溅射边角偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而改变整片产品膜厚的均匀性。
图5所示的是改善后的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃阻值分布情况表。由表2可知，改善后的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃边角效应得到明显改善，镀膜玻璃最大阻值为469Ω，最小阻值为420Ω，平均阻值为438.1Ω，平均性为5.6％，相比传统的纳米铟锡氧化物镀膜玻璃，均匀性得到了有效改善。
在一个实施例中，溅射靶材400为抗反射增透(Anti-Reflection，AR)材料，第一磁场装置200为多个磁铁，且多个磁铁的位置分别与基板台300上的待镀膜玻璃基板的上下边缘位置对应，根据上下边缘膜厚的偏薄情况，可以通过调整磁铁的磁力大小或通过调整磁铁距离溅射基板的距离获得所需的膜厚。
如图6所示的是传统的抗反射增透镀膜玻璃膜厚均匀性分布情况示意图。对于溅射靶材包括抗反射增透材料时，溅射产生的镀膜玻璃由于上下边缘膜厚偏薄，很容易形成色差，影响产品品质。
如图7所示的是抗反射增透镀膜玻璃在镀膜过程中，第一磁场在玻璃基板分布的结构示意图。对于抗反射增透镀膜玻璃，通过在其所对应的玻璃基板上下边缘位置加入第一磁场装置200，通过磁场的束缚作用改变粒子溅射的方向800，使溅射上下边缘偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而改变整片产品膜厚的均匀性。其中，第一磁场装置200为多个磁铁，不仅仅可以达到很好的均匀性效果，而且还可以减少镀膜的成本。
进一步地，真空室10还包括对基板台300上的玻璃基板进行加热的加热装置600，其中，加热装置600不仅可以使玻璃基板表面除气去水，提高膜-基结合力，而且还可以消除膜-基应力，提高膜层粒子的聚集度。
进一步地，真空室10还包括可活动的挡板700，在预溅射时，用于隔离溅射靶台400上的溅射靶材和基板台300上待镀膜的玻璃基板，预溅射时，通过离子轰击的方法去除溅射靶材氧化膜，以及其他非溅射靶材的物质，轰击出来的粒子附着在挡板上，通过定时清洗即可清除出真空室，从而提高溅射靶材的纯度。
图8所示的镀膜玻璃的制造方法，包括以下步骤S20～S80。
步骤S20：对镀膜玻璃进行调试。调试主要是为了确认传统镀膜玻璃膜厚薄分布情况。
步骤S30：分别在溅射靶台和基板台上安装所要溅射的靶材和玻璃基板，使玻璃基板上预计镀膜厚度较薄区域与第一磁场装置对应。通过磁场的束缚作用改变粒子溅射的方向，使溅射上下边缘偏薄的区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层。
步骤S40：向真空室充入惰性气体。通入适当的惰性气体作为媒介，靠惰性气体加速撞击溅射靶材，使溅射靶材表面原子被撞击出来，并在表面形成镀膜。
步骤S50：接通电场装置。通过电场的作用，使入射电子在加速飞向玻璃基板的同时撞击惰性气体，电离出更多的离子撞击溅射靶材。
步骤S60：通过磁控溅射在玻璃基板上沉积溅射靶材粒子。
上述镀膜玻璃的制造方法，由于分别在溅射靶台和基板台上安装所要溅射的靶材和玻璃基板，使玻璃基板上预计镀膜厚度较薄区域与第一磁场装置对应，利用第一磁场装置产生的磁场，改变粒子溅射的方向，使预计镀膜厚度较薄区域沉积更多的粒子，获得更厚的膜层，从而有效地解决了传统镀膜玻璃均匀性较差的问题。
进一步地，在步骤S30和步骤S40之间还可以包括步骤S70：对玻璃基板进行加热处理。对玻璃基板进行加热处理不仅可以使玻璃基板表面除气去水，提高膜-基结合力，而且还可以消除膜-基应力，提高膜层粒子的聚集度。
进一步地，在步骤S50和步骤S60之间还可以包括步骤S80：对溅射靶材进行预溅射处理。预溅射处理可以利用离子轰击的方法去除溅射靶材氧化膜，以及其他非溅射靶材的物质，提高溅射靶材的纯度。
具体地，溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料，但不限于这两种材料，步骤S20对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的阻值调试，通过纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料等溅射材料所溅射出来的镀膜玻璃具有具体的阻值，像这样有具体阻值的工艺，通过阻值调试可以更加方便地确认磁场装置的放置方式。
具体地，溅射靶材包括抗反射增透材料，步骤S20对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的膜厚均匀性调试，对于溅射靶材包括抗反射增透材料时，所溅射出来的镀膜玻璃会出现上下边缘膜厚较薄的情况，通过膜厚均匀性调试可以更加方便地确认磁场装置的放置方式。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种镀膜系统，包括真空室，以及设置在真空室的溅射靶台、基板台、电场装置及磁场装置，其特征在于，所述磁场装置包括第一磁场装置和第二磁场装置，所述第一磁场装置、基板台、溅射靶台、第二磁场装置位于所述电场装置产生电场的区域内，且沿所述电场装置产生的电场方向依次排列设置，所述第一磁场装置位于预计镀膜厚度较薄区域内，且与对应的所述基板台上待镀膜的玻璃基板正对设置，所述第一磁场装置的磁场对溅射粒子起束缚作用，以改善镀膜厚度的均匀性。
2.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，所述溅射靶台上的溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料，所述第一磁场装置为多个磁铁，且所述多个磁铁的位置分别与所述基板台上待镀膜的玻璃基板的边角位置对应。
3.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，所述溅射靶材包括抗反射增透材料，所述第一磁场装置为多个磁铁，且所述多个磁铁的位置分别与所述基板台上的待镀膜玻璃基板的上下边缘位置对应。
4.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，所述真空室还包括对所述基板台上的玻璃基板进行加热的加热装置。
5.根据权利要求1所述的镀膜系统，其特征在于，所述真空室还包括可活动的挡板，在预溅射时，用于隔离溅射靶台上的溅射靶材和基板台上待镀膜的玻璃基板。
6.一种镀膜玻璃的制造方法，基于权利要求1～5任意一项所述的镀膜系统，包括：
对镀膜玻璃进行调试；
分别在溅射靶台和基板台上安装所要溅射的靶材和玻璃基板，使玻璃基板上预计镀膜厚度较薄区域与所述第一磁场装置对应；
向真空室充入惰性气体；
接通电场装置；
通过磁控溅射在玻璃基板上沉积溅射靶材粒子。
7.按照根据权利要求6所述的镀膜玻璃的制造方法，其特征在于，还包括对玻璃基板进行加热处理。
8.按照根据权利要求6所述的镀膜玻璃的制造方法，其特征在于，还包括对溅射靶材进行预溅射处理。
9.按照根据权利要求6所述的镀膜玻璃的制造方法，其特征在于，所述溅射靶材包括纳米铟锡氧化物材料或氧化锡锑材料，所述对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的阻值调试。
10.按照根据权利要求6所述的镀膜玻璃的制造方法，其特征在于，所述溅射靶材包括抗反射增透材料，所述对镀膜玻璃进行调试为白玻璃工艺调试的膜厚均匀性调试。
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