CN109502989A - 一种曲面玻璃镀膜装置、镀膜工艺及镀膜产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种曲面玻璃镀膜装置、镀膜工艺及镀膜产品，包括可转动设置的工作台、用于驱动所述工作台动作的动力源、设置在所述工作台上的挂板、与挂板正对设置的靶材喷头、以及设置在所述挂板和靶材喷头之间的修正部件，所述工作台的转轴方向与其自身的长度方向平行；所述挂板在长度方向上的两端与工作台固定设置，挂板包括设置在中部并用于放置曲面玻璃的凸块，凸块和曲面玻璃间通过粘性件固定连接，所述修正部件包括设置在同一平面内的修正板和齿片且该平面与靶材喷头喷射中心及凸块几何中心间的连线垂直设置。本发明镀膜装置结构简单，镀膜工艺步骤精简，操作方便，镀膜产品光谱波长为380～1100nm，透光率大于94％且膜厚均匀。

Description

一种曲面玻璃镀膜装置、镀膜工艺及镀膜产品
技术领域
本发明涉及曲面玻璃镀膜技术领域，具体涉及一种曲面玻璃镀膜装置、镀膜工艺及镀膜产品。
背景技术
现有的曲面玻璃镀膜装置在对曲面玻璃产品进行真空镀膜时，多是通过固定靶材喷头而驱动产品移动完成镀膜，这样很难确保大曲面3D玻璃产品基片镀膜均匀，主要表现在曲面玻璃产品的边缘区域由于镀膜溅射角度小，离靶材远，膜料镀的少，膜层厚度会偏薄；中间区域稍平整镀膜角度大，离靶材近，膜料镀的多，膜层厚度会偏厚。镀膜不均匀直接影响产品的性能和外观，大曲面3D玻璃产品基片表面膜层薄厚的差异直接导致整个基片的边缘与中间颜色不一样，呈现出明显色差，严重降低了产品的品质以及产品的合格率。此外，现有的曲面玻璃镀膜装置在对产品进行真空镀膜时，多是通过固定件(或夹具)直接固定产品进行镀膜，产品的边缘因固定件(或夹具)的遮挡会出现膜印不良问题，从而降低产品的品质以及产品的合格率。
申请号为201710947087.7的发明专利公开了一种曲面玻璃镀膜装置，包括靶材喷头，用于向预定喷射位置喷射镀膜物质；驱动装置，用于驱动所述曲面玻璃运动，使所述曲面玻璃在与所述靶材喷射方向相垂直的方向上的速度大小不变；限位装置，用于限制所述曲面玻璃上的每一点的运动轨迹均经过所述预定喷射位置，还包括台车，用于承载所述曲面玻璃，通过支撑所述曲面玻璃的曲形端面，使所述曲面玻璃竖立在所述台车上，其中，所述台车为水平切面形状和所述曲面玻璃的水平切面形状相契合的曲面台车；所述驱动装置用于驱动所述台车运动，通过所述台车带动所述曲面玻璃运动。该发明专利中的台车和曲面玻璃的形状虽然相契合，但是曲面玻璃是存在一定弧度的，尤其在曲面玻璃的边缘区域，因此，在其边缘区域经过喷射位置时，曲面玻璃上距离靶材喷头较远的点，被喷射的镀膜物质就必然要少，最终导致曲面玻璃镀膜不均匀，那么，对于大曲面3D玻璃产品基片的镀膜会更加不均匀。此外，曲面玻璃直接通过台车固定，则极易出现膜印不良问题。
申请号为201721404367.5的实用新型专利公开了一种曲面玻璃镀膜装置，包括装置本体、基片台、溅射台、横向转动杆和竖向转动杆，所述溅射台焊接在装置本体的下端面；所述装置本体为腔体结构，其顶端设有横向转动电机、沿着其内腔壁设有环形导轨，所述装置本体中心设有转动块，所述转动块通过横向转动杆和横向转动电机传动连接，所述环形导轨圆周端上方设有两个竖向转动电机，所述环形导轨上开设有滑槽，所述竖向转动电机下端设有滑块，所述环形导轨通过滑槽和滑块的连接和竖向转动电机滑动连接；所述竖向转动杆贯穿焊接于基片台，所述竖向转动电机通过竖向转动杆和转动块传动连接，所述基片台上设有若干放置玻璃的基片口和用于固定玻璃的夹具，所述溅射台上设有若干溅射喷头，所述基片口位于溅射喷头正上方。该实用新型在对曲面玻璃镀膜时，将曲面玻璃放入基片口并用夹具夹紧，在镀膜过程中，横向转动电机带动横向转动杆转动，通过中转块带动基片台转动，镀膜材料穿越磁场溅射到曲面玻璃上，由于曲面玻璃存在一定弧度，也无法保证镀膜均匀。该实用新型通过基片口和夹具夹紧曲面玻璃，也极易出现膜印不良问题。
综上所述，急需一种曲面玻璃镀膜装置、镀膜工艺及镀膜产品以解决现有技术中存在的曲面3D玻璃镀膜不均匀及膜印不良问题。
发明内容
本发明第一目的在于提供一种曲面玻璃镀膜装置，具体技术方案如下：
一种曲面玻璃镀膜装置，包括可转动设置的工作台、用于驱动所述工作台动作的动力源、设置在所述工作台上的挂板、与所述挂板正对设置的靶材喷头以及设置在所述挂板和靶材喷头之间的修正部件，所述工作台的转轴方向与其自身的长度方向平行；
所述挂板在长度方向上的两端与所述工作台固定设置，所述挂板包括设置在中部并用于放置曲面玻璃的凸块，所述凸块和曲面玻璃间通过粘性件固定连接，所述凸块的四周空置以确保曲面玻璃的镀膜区域完全裸露，所述靶材喷头用于对曲面玻璃溅射镀膜且其喷射中心与所述凸块的几何中心位于同一水平线或同一竖直线上，所述修正部件包括设置在同一平面内的修正板和齿片且该平面与靶材喷头喷射中心及凸块几何中心间的连线垂直设置，所述齿片的数量为多个且相互平行设置于所述修正板的同一侧，所述齿片均为可伸缩设置，且当齿片缩至最短位置时可确保曲面玻璃的正常溅射镀膜作业；通过工作台转动和靶材喷头的配合实现对曲面玻璃镀膜区域的溅射镀膜，对于镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀。
优选的，在所述齿片上设有刻度，便于精确调节各齿片的伸缩长度以实现对曲面玻璃正常镀膜区域的遮挡。
优选的，在所述修正板上设有多个用于固定修正部件位置的定位孔，在所述修正板上设置有多个用于连接各个齿片的紧固孔，便于加强所述修正部件的整体稳定性。
优选的，沿所述修正板一侧连续设置的多个齿片的总长度大于等于曲面玻璃的长度，确保曲面玻璃镀膜区域的任意位置均能够被齿片遮挡。
优选的，所述粘性件为耐高温真空胶纸。
优选的，所述动力源为电机。
优选的，还包括光谱波长检测机构，所述光谱波长检测机构为光谱仪，所述光谱仪用于检测曲面玻璃镀膜区域的波长和膜层厚度(本发明具体是通过光谱仪测定镀膜区域的透过率或反射率进而计算膜层厚度)。
本发明第二目的在于提供一种镀膜工艺，具体步骤如下：
步骤A：将曲面玻璃镀膜区域的光谱波长范围设计为380～1100nm，具体的，通过Macleod和TFC光学薄膜设计分析软件设计膜系结构，设计膜系结构的光谱宽于可见光光谱(可见光谱范围380～780nm)；
步骤B：将曲面玻璃固定在所述的曲面玻璃镀膜装置上进行溅射镀膜，具体的，所述溅射镀膜采用磁控法，工作气体包括氩气，氩气流量为0～500sccm；
步骤C：镀膜后的曲面玻璃通过所述光谱仪检测镀膜区域的光谱波长值及膜层厚度；
步骤D：若镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片(2.2)的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀；
优选的，所述镀膜工艺还包括以下参数设置：所述工作台在电机驱动下转动的速度为0～100r/min。
本发明第三目的在于提供一种采用所述镀膜工艺制备的曲面玻璃镀膜产品，包括第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域均设置有镀膜层，第二区域为圆弧过渡设计结构，其弧度为60°～85°,且第二区域的光谱波长比第一区域的光谱波长短50～100nm。
优选的，所述第二区域的弧度为80°。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明在镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，通过调节各齿片的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀。本发明通过调节齿片的伸缩长度对正常镀膜区域进行遮挡，使曲面玻璃的的膜层厚度均匀，有效的改善了曲面玻璃镀膜区域的颜色差异问题，提高了曲面玻璃的外观良率及镀膜生产的稳定性。
(2)本发明中所述挂板包括设置在中部并用于放置曲面玻璃的凸块，所述凸块的表面形状按照曲面玻璃的轮廓仿形设计，以满足多种不同规格的曲面玻璃镀膜需求，所述凸块和曲面玻璃间通过粘性件固定连接，所述凸块的四周空置以确保曲面玻璃的镀膜区域完全裸露，所述粘性件为耐高温真空胶纸，通过耐高温真空胶纸将曲面玻璃与所述凸块贴合，即保证曲面玻璃的镀膜区域完全裸露，不会因固定件(或夹具)对曲面玻璃边缘的遮挡产生膜印不良问题，又避免非镀膜区域溢镀的现象。
(3)本发明中所述溅射镀膜采用磁控法，工作气体包括氩气，氩气流量为0～500sccm。在溅射镀膜时，氩气流量优选为500sccm，因在一定的氩气流量范围内，氩气流量越大，溅射的角度越大，曲面玻璃边缘和离靶材较远区域更容易镀到膜。
(4)本发明中的光谱仪能够检测镀膜区域不同位置的光谱波长值及膜层厚度。本发明通过Macleod和TFC光学薄膜设计分析软件设计光谱波长范围为380～1100nm，相对于现有曲面玻璃设计的光谱波长范围为380～780nm进行了优化，解决了曲面玻璃的曲面区域镀膜后光谱向短波偏移时产生的色差问题，确保了镀膜后的曲面玻璃的分光和颜色满足要求，还确保了镀膜后的曲面玻璃的透光率T％＞94％，提升了曲面玻璃镀膜后的品质。
(5)本发明中的所述的曲面玻璃镀膜装置结构简单，设计巧妙；所述镀膜工艺步骤精简，操作方便，实用性强，易于工业生产；所述曲面玻璃镀膜产品的第二区域的光谱波长比第一区域的光谱波长短50～100nm，有效改善了镀膜产品色差问题，提升了镀膜产品品质。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例1的曲面玻璃镀膜装置结构剖视图；
图2是图1中挂板的结构示意图；
图3是图1中修正部件的结构示意图；
图4是实施例1采用镀膜工艺镀膜后的曲面玻璃光谱波长与透光率关系图；
其中，1、工作台，1.1、上盘，1.2、下盘，1.3、固定杆，2、修正部件，2.1、修正板，2.2、齿片，3、靶材喷头，4、挂板，4.1、凸块，4.2、悬挂孔，5、镀膜装置本体，6、电机，01、曲面玻璃，02、耐高温真空胶纸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1，一种曲面玻璃镀膜装置，包括镀膜装置本体5、可转动设置的工作台1、用于驱动所述工作台1动作的电机6、设置在所述工作台1上的挂板4、与所述挂板4正对设置的靶材喷头3、以及设置在所述挂板4和靶材喷头3之间的修正部件2，所述工作台1竖直设置在所述镀膜装置本体5的中部，所述工作台1包括上下设置的上盘1.1和下盘1.2，所述上盘1.1和下盘1.2之间通过固定杆1.3焊接，所述工作台1的转轴方向与其自身的长度方向平行(即固定杆1.3所在的方向)；所述挂板4在长度方向上的两端与所述工作台1固定设置，参见图1～2，所述挂板4包括设置在中部并用于放置曲面玻璃01的凸块4.1以及分别设置在其两端端部的悬挂孔4.2，两端端部的悬挂孔4.2分别通过螺栓螺母与所述工作台1的上盘1.1和下盘1.2连接，所述凸块4.1的表面形状按照曲面玻璃01的轮廓仿形设计，所述凸块4.1和曲面玻璃01间通过粘性件(优选耐高温真空胶纸02，尺寸：33mm×9mm)固定连接，所述凸块4.1的四周空置以确保曲面玻璃01的镀膜区域完全裸露，参见图2，所述靶材喷头3用于对曲面玻璃01溅射镀膜且其喷射中心与所述凸块4.1的几何中心位于同一水平线上，所述修正部件2包括设置在同一平面内的修正板2.1和齿片2.2且该平面与靶材喷头3喷射中心及凸块4.1几何中心间的连线垂直设置，参见图3，所述齿片2.2的数量为十三个且相互平行设置于所述修正板2.1的同一侧，所述齿片2.2均为可伸缩设置，且当齿片2.2缩至最短位置时可确保曲面玻璃01的正常溅射镀膜作业；通过工作台1转动和靶材喷头3的配合实现对曲面玻璃01镀膜区域的溅射镀膜，对于镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片2.2的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜，以实现镀膜后的曲面玻璃01整体膜厚均匀。
在所述齿片2.2上设有刻度，便于精确调节各齿片2.2的伸缩长度以实现对曲面玻璃01正常镀膜区域的遮挡。
参见图3，在所述修正板2.1上设有多个用于固定修正部件2位置的定位孔，在所述修正板2.1上设置有多个用于连接各个齿片2.2的紧固孔，便于加强所述修正部件2的整体稳定性。沿所述修正板2.1一侧连续设置的十三个齿片2.2的总长度等于曲面玻璃01的长度，确保曲面玻璃01镀膜区域的任意位置均能够被齿片2.2遮挡。
所述曲面玻璃镀膜装置还包括光谱波长检测机构，所述光谱波长检测机构为光谱仪(生产厂家日本岛津，型号UV-3700)，所述光谱仪用于检测曲面玻璃镀膜区域不同位置的波长和膜层厚度。
一种镀膜工艺，具体步骤如下：
步骤A：将曲面玻璃镀膜区域的光谱波长范围设计为380～1100nm，具体的，通过Macleod和TFC光学薄膜设计分析软件设计膜系结构，设计膜系结构的光谱宽于可见光光谱(可见光谱范围380～780nm)；
步骤B：将曲面玻璃固定在所述的曲面玻璃镀膜装置上进行溅射镀膜；
步骤C：镀膜后的曲面玻璃通过所述光谱仪检测镀膜区域不同位置的光谱波长值及膜层厚度；
步骤D：若镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片(2.2)的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀。
本实施例中的曲面玻璃01需要镀十一层膜，各膜层的材料及膜厚详见表1。
本实施例按照所述镀膜工艺的步骤A～D依次循环完成对曲面玻璃01的十一层镀膜，参见图2，所述曲面玻璃镀膜产品，包括第一区域(长度160mm、宽度80mm、厚度45mm)和两个第二区域(长度50mm、宽度80mm、厚度40mm)，所述第一区域和第二区域均设置有镀膜层，第二区域为圆弧过渡设计结构，其弧度为80°,且第二区域的光谱波长比第一区域的光谱波长短60nm。镀膜后的曲面玻璃01的膜层厚度均匀，有效的改善了曲面玻璃01的镀膜区域颜色差异问题，提高了曲面玻璃01的外观良率及镀膜生产的稳定性。
所述镀膜工艺还包括以下参数设置：所述工作台在电机驱动下转动的速度为100r/min；所述溅射镀膜采用磁控法，工作气体包括氩气，氩气流量为500sccm。
参见图4，本发明通过Macleod和TFC光学薄膜设计分析软件设计光谱波长范围为380～1100nm，相对于现有曲面玻璃01设计的光谱波长范围为380～800nm进行了优化，解决了曲面玻璃01的曲面区域镀膜后光谱向短波偏移时产生的色差问题，确保了镀膜后的曲面玻璃01的分光和颜色满足要求，还确保了镀膜后的曲面玻璃01的透光率T％＞94％，提升了曲面玻璃01镀膜后的品质。
本实施例中靶材喷头3在镀膜时需采用氧气氧化气态的硅原子呈二氧化硅和氧化气态的铌原子呈五氧化二铌，其中氧气流量为200sccm，在镀二氧化硅(SiO2)膜层时，功率为9000W，在镀五氧化二铌(Nb2O5)膜层时，功率为4000W。
表1曲面玻璃01上各膜层的材料及膜厚情况(曲面玻璃01光谱波长范围为380～1100nm)
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，包括可转动设置的工作台(1)、用于驱动所述工作台(1)动作的动力源、设置在所述工作台(1)上的挂板(4)、与所述挂板(4)正对设置的靶材喷头(3)以及设置在所述挂板(4)和靶材喷头(3)之间的修正部件(2)，所述工作台(1)的转轴方向与其自身的长度方向平行；
所述挂板(4)在长度方向上的两端与所述工作台(1)固定设置，所述挂板(4)包括设置在中部并用于放置曲面玻璃的凸块(4.1)，所述凸块(4.1)和曲面玻璃间通过粘性件固定连接，所述凸块(4.1)的四周空置以确保曲面玻璃的镀膜区域完全裸露，所述靶材喷头(3)用于对曲面玻璃溅射镀膜且其喷射中心与所述凸块(4.1)的几何中心位于同一水平线或同一竖直线上，所述修正部件(2)包括设置在同一平面内的修正板(2.1)和齿片(2.2)且该平面与靶材喷头喷射中心及凸块几何中心间的连线垂直设置，所述齿片(2.2)的数量为多个且相互平行设置于所述修正板(2.1)的同一侧，所述齿片(2.2)均为可伸缩设置，且当齿片缩至最短位置时可确保曲面玻璃的正常溅射镀膜作业；通过工作台(1)转动和靶材喷头(3)的配合实现对曲面玻璃镀膜区域的溅射镀膜，对于镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片(2.2)的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀。
2.根据权利要求1所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，在所述齿片(2.2)上设有刻度。
3.根据权利要求2所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，在所述修正板(2.1)上设有多个用于固定修正部件(2)位置的定位孔，在所述修正板(2.1)上设置有多个用于连接各个齿片(2.2)的紧固孔。
4.根据权利要求3所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，沿所述修正板(2.1)一侧连续设置的多个齿片(2.2)的总长度大于等于曲面玻璃的长度。
5.根据权利要求1所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，所述粘性件为耐高温真空胶纸。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，所述动力源为电机。
7.根据权利要求6所述的曲面玻璃镀膜装置，其特征在于，还包括光谱波长检测机构，所述光谱波长检测机构为光谱仪，所述光谱仪用于检测曲面玻璃镀膜区域的波长和膜层厚度。
8.一种采用如权利要求7所述的曲面玻璃镀膜装置进行的镀膜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：将曲面玻璃镀膜区域的光谱波长范围设计为380～1100nm，具体的，通过Macleod和TFC光学薄膜设计分析软件设计膜系结构，设计膜系结构的光谱宽于可见光光谱；
步骤B：将曲面玻璃固定在所述的曲面玻璃镀膜装置上进行溅射镀膜，具体的，所述溅射镀膜采用磁控法，工作气体包括氩气，氩气流量为0～500sccm；
步骤C：镀膜后的曲面玻璃通过所述光谱仪检测镀膜区域的光谱波长值及膜层厚度；
步骤D：若镀膜过程中出现部分区域膜层厚度不足的问题，则通过调节各齿片(2.2)的伸缩长度实现对正常镀膜区域的遮挡，确保问题镀膜区域能够充分得到溅射镀膜以实现镀膜区域膜层厚度整体均匀。
9.一种采用如权利要求8所述的镀膜工艺制备的曲面玻璃镀膜产品，包括第一区域和至少一个第二区域，所述第一区域和第二区域均设置有镀膜层，其特征在于，第二区域为圆弧过渡设计结构，其弧度为60°～85°,且第二区域的光谱波长比第一区域的光谱波长短50～100nm。
10.根据权利要求9所述的曲面玻璃镀膜产品，其特征在于，所述第二区域的弧度为80°。
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