靶材质量对大面积镀膜生产的影响

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1、靶材质量对大面积镀膜生产的影响Theinfluenceofthetargetequalityonthelargeareacoatingglassproduction胡冰王烁摘要：真空磁控溅射镀膜现在已经成为工业镀膜生产中最主要的技术之一。靶材作为磁控溅射镀膜使用的大宗原材料，其质量对膜层性能有很大的影响，同时会影响到镀膜的生产效率和成本，对大面积玻璃镀膜企业有很大的影响。本文结合生产实际使用情况，将靶材对镀膜生产影响的主要特征参数，包括靶材的密度、晶粒尺寸、纯度、与衬管（背板）连接质量等因素进行了分析和研究，并在其参数控制方面给予相关建议。Abstra

2、ct：Inpresent，vacuummagnetronsputteringcoatinghasbecomeoneofthemaintechniquesofcoatingindustry.Beusedasbulkrawmaterialsofthemagnetronsputteringcoating，targetshaveagreatinfluenceonfilmquality,efficiencyandcostofcoatingproduction,haveagreatinfluenceonlargeareacoatingglassindustry.I

3、nthispaper,themaincharacteristicparametersofthetargets,includingthegrainsize,purity,densityoftargetmaterialsandqualityofbonding,etc.whichinfluencethequalityofthelargeareacoatingwereanalysisedandstudiedcombinewiththeactualproduction，someadvicesintheparameterscontrolweregiven.关键词大

4、面积镀膜Low-E玻璃靶材KeywordsLargeareacoatinglow-emissivityglasstargets1引言现代建筑大多已开始采用大面积玻璃采光，这一方面带给我们更明亮的房间以及更宽阔的视野，另一方面由于透过玻璃传递的热能远高于周围墙体，导致整个建筑物的使用能耗明显增大。经过几十年的发展，低辐射（Low-E）镀膜玻璃在建筑领域得到了广泛的应用，对降低建筑能耗和节约能源有着显著的作用。目前制备低辐射薄膜成熟的技术包括化学气相沉积（在线Low-E）和真空磁控溅射镀膜（离线Low-E）两种。相对于颜色单一，辐射率较高的在线Low-E玻

5、璃，离线Low-E玻璃辐射率和隔热系数更低，颜色种类多，遮阳系数和透光率均可根据设计师的要求进行调整，制备成中空玻璃或夹层玻璃进行使用，更适合社会发展对节能越来越高的要求，是社会持续发展的必然趋势。相对发达国家高达90%以上低辐射玻璃的使用率，中国的Low-E玻璃普及率仅12%左右，其在中国还有非常大的发展空间。但是相对于普通玻璃和在线Low-E玻璃，离线Low-E玻璃的生产成本比较高，这在一定程度上限制了其应用，国内玻璃加工企业有义务不断降低镀膜产品的生产成本，使低辐射玻璃加快普及进程，节约能源，改善环境，实现社会的可持续发展。真空磁控溅射镀膜能有效

6、地降低靶室的工作压强和靶的工作电压，提高溅射和沉积速率，降低基片温度，减小等离子体对膜层的破坏，特别适合于大面积镀膜生产。影响溅射成膜速度和质量的因素除包括真空度、溅射气氛、气压、使用功率和靶基距等一系列设备工艺条件外，靶材作为镀膜使用的大宗原材料其本身的特性，包括靶材形状、纯度、密度、孔隙度、晶粒度及绑定质量都对成膜品质和溅射速率有非常大的影响。优质的靶材不但可以保证好的膜层质量，也可以延长Low-e产品的使用周期，更重要的可降低生产成本，提高生产效率，对镀膜玻璃行业有很大的经济效益。因此，对于大面积镀膜行业，靶材的相关研究也显得尤为重要。2靶材形状

7、的影响对于大面积镀膜常用的靶材按形状分包括平面靶和旋转靶，常用的平面靶包括铜靶、银靶、镍铬靶和石墨靶，常用的旋转靶包括锌铝靶、锌锡靶、硅铝靶、锡靶、氧化钛靶和氧化锌铝靶等。靶材形状影响磁控溅射镀膜的稳定性和膜层特性，以及靶材的利用率，因此可以通过改变靶材的形状设计提高镀膜质量和生产效率，节约成本。平面靶材在磁控溅射过程中，由于磁场分布存在强度的不同（磁场切线方向的磁场最强），靶材溅射过程中表面区域存在溅射集中的环形“跑道”（如图1），靶材利用率低（仅有35%左右）。虽然旋转靶的利用率很高，但制备成本较高，对于一些金属靶材依然设计为平面靶。使用平面靶时，

8、可以根据实际磁场分布情况，加厚跑道部分材料厚度以提高靶材利用率，提高生产效率。而尺寸较大的平面