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離線(xiàn )鍍膜玻璃常見(jiàn)質(zhì)量缺陷及成因分析

文章出處：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2015-10-29 09:47【大中小】

離線(xiàn )磁控濺射鍍膜玻璃可分為陽光控制鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃兩(liǎng)大類(lèi)。兩(liǎng)大類(lèi)產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，其不同缺陷比例各不相同，由於低輻射鍍膜玻璃的缺陷種類(lèi)更多，且涉及範圍更廣(guǎng)，其中包括了大部分陽光控制鍍膜玻璃的所列缺陷，故下文在兩(liǎng)種膜缺陷相近的情況下只在低輻射鍍膜玻璃闡述其缺陷及處理方法，而陽光控制鍍膜玻璃類(lèi)似的質(zhì)量缺陷不再贅述。

2 低輻射鍍膜玻璃的缺陷與分析
低輻射鍍膜玻璃又稱(chēng)“ Low-E玻璃”，作為磁控濺射鍍膜玻璃的一種，離線(xiàn )“ Low-E”與陽光膜不同，大多數(shù)都屬於軟膜，故其缺陷是可能伴隨著生產(chǎn)、鍍膜後加工以及運(yùn)輸(shū)的整個(gè)過(guò)程中，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷。

2.1 針孔、斑點(diǎn)缺陷及成因
針孔：從鍍膜玻璃透射方向看，相對(duì)於整體出現(xiàn)部分透明或半透明，沒有完整附著膜層的點(diǎn)狀缺陷。斑點(diǎn)：從鍍膜玻璃的透射方向看，相對(duì)膜層整體色澤較暗的點(diǎn)狀缺陷。

2.1.1 原片新鮮度不夠
由於玻璃原片存放時(shí)間長(zhǎng)或者儲(chǔ)存條件惡劣，使浮法玻璃表面汙染嚴(yán)重，雖然在鍍膜前經(jīng)過(guò)去離子水清洗，但仍無(wú)法徹底清除表面汙染區(qū)，鍍膜時(shí)就會(huì)出現(xiàn)膜層結(jié)構(gòu )不牢的情況。針對(duì)這種情況，要採用新鮮的玻璃原片，另外，保鮮期與季節(jié)、儲(chǔ)存環(huán)境還有很大關(guān)係。因此，針對(duì)不同廠(chǎng)家，不同季節(jié)對(duì)原片會(huì)有不同的要求，需各鍍膜廠(chǎng)家自行把握，一般情況下30天內(nèi)為宜。

2.1.2 清洗機(jī)清洗能力下降
清洗是鍍膜之前的最重要環(huán)節(jié)，清洗機(jī)的狀態(tài)直接影響著鍍膜產(chǎn)品的表面質(zhì)量。一旦清洗機(jī)的清洗能力不夠，玻璃表面的殘留雜質(zhì)將形成點(diǎn)狀或塊狀缺陷。造成清洗機(jī)清洗質(zhì)量下降的原因包括：水受到汙染（油汙、雜質(zhì)、微生物等），導(dǎo )致無(wú)法洗乾淨；風(fēng)機(jī)過(guò)濾裝置、水的過(guò)濾裝置太髒或故障導(dǎo )致過(guò)濾失效；水溫、水壓未達(dá)到要求；清洗機(jī)高度不夠準(zhǔn)確或者清洗速度過(guò)快。針對(duì)這種情況需要視生產(chǎn)的產(chǎn)品狀況定期對(duì)清洗機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，使其處於最佳狀態(tài)，另外每天的小保養(yǎng)和巡檢也不能忽視。

2.1.3 掉渣、崩渣
掉渣和崩渣，這也是形成針孔的一個(gè)原因。而導(dǎo )致崩渣、掉渣的原因又分為幾種，首先在鍍膜生產(chǎn)過(guò)程中並非始終單一生產(chǎn)一個(gè)品種，在不同的產(chǎn)品間變換(huàn)時(shí)，所使用的靶材不同或同材料會(huì)使用不同的功率，由於蓋板、擋板、底板均為金屬，均有一定的熱脹冷縮，當(dāng)其熱脹冷縮時(shí)覆蓋在其表面的濺射物的膨脹係數(shù)與金屬不同，故形成龜裂、崩開(kāi)，掉落到玻璃表面形成針孔、斑點(diǎn)。針對(duì)這種情況一般做法是在換(huàn)靶材時(shí)對(duì)裝進(jìn)真空腔體前的蓋板、底板進(jìn)行徹底的噴砂處理，噴砂以噴出新鮮斷面為好。另外一種做法就是在這些關(guān)鍵的部件表面進(jìn)行特殊處理，使其能夠阻擋濺射物輕易脫落或彈開(kāi)。其次，除了靶材本身質(zhì)量問(wèn)題外，部分含Zn材質(zhì)的靶材（如ZnAl、ZnSn）在使用一段時(shí)間後會(huì)出現(xiàn)周期性掉小渣現(xiàn)象，這種現(xiàn)象很難避免，需要對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的燒靶來(lái)解決。同時(shí)陰極蓋板的漏氣也會(huì)導(dǎo )致靶材的掉渣，所以，靶材周圍的氣密性需要在換(huàn)靶前後格外注意。

2.2 脫膜缺陷及成因
脫膜：產(chǎn)品表面膜層脫落，經(jīng)擦拭後出現(xiàn)點(diǎn)狀或者片狀的局部的透光增強(qiáng)。

2.2.1 基片受到汙染
基片在即將鍍膜時(shí)受到汙染（油汙、水），導(dǎo )致汙染區(qū)域與膜層之間附著力不強(qiáng)，鍍膜後經(jīng)過(guò)擦拭或清洗汙染物脫落導(dǎo )致脫膜。對(duì)此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鍍膜前的產(chǎn)品和設(shè)備進(jìn)行巡檢，減少意外情況的出現(xiàn)。

2.2.2 腔體真空度不夠
對(duì)於磁控濺射鍍膜玻璃，需在高真空環(huán)境下進(jìn)行，濺射室本底真空需達(dá)到10-6mbar才能更有效地鍍膜。若真空度不夠時(shí)，勉強(qiáng)鍍膜會(huì)出現(xiàn)批量性的膜層結(jié)合不牢，用酒精擦洗時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量塊狀透光區(qū)。針對(duì)這種情況，要求第一時(shí)間查看真空度，如果本底真空度異常則要馬上進(jìn)行檢漏，並對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行堵塞。只有提高濺射室內(nèi)的本底真空度，並達(dá)到要求的情況下才能進(jìn)行鍍膜。

2.2.3 Ag與SiNx的結(jié)合
由於Ag與SiNx的附著力不強(qiáng)，會(huì)導(dǎo )致產(chǎn)品擦拭嚴(yán)重脫膜以及中空洗刷會(huì)整板氧化。因此，Ag層前後的介質(zhì)層不能用SiNx直接替代，需要NiCr等必要材料進(jìn)行保護(hù)。

2.2.4 膜層氧化
    膜層氧化是造成脫膜的又一主要因素，而導(dǎo )致氧化的原因可以分為以下幾種：
    首先，Ag的保護(hù)層太薄造成氧化，此現(xiàn)象容易出現(xiàn)在高透膜系。對(duì)於此類(lèi)膜系，可採取外保護(hù)層適當(dāng)加厚，並且在生產(chǎn)過(guò)程中不允許減薄保護(hù)層，以及在產(chǎn)品表面貼新鮮的保護(hù)膜方法處理。
    其次，陰極之間隔離係數(shù)不合格，外部金屬保護(hù)層被氧化。例如，當(dāng)隔係數(shù)小於20時(shí)，若有氧氣竄入，會(huì)影響到NiCr靶的濺射率及氧氣會(huì)與NiCr金屬離子產(chǎn)生反應(yīng)，生成氧化鎳鉻，NiCr保護(hù)層在真空室內(nèi)已經(jīng)被氧化。對(duì)此可採取提高NiCr靶的濺射壓力，增加氣體流量、與其靶相鄰的氧化物，在氣體比例不變的情況下，減少整體的氣體流量、增加NiCr的功率、在陰極位之間加Ar氣形成氣牆，減少氣體之間串氣、增加陰極位之間的隔氣能力（增加擋板或分子泵）。
    最後，是在存放、後續(xù)加工過(guò)程中的不當(dāng)處理導(dǎo )致氧化。生產(chǎn)時(shí)空氣溼度太大，空氣中含水量過(guò)高。在國(guó)內(nèi)每年的5-10月份是鍍膜玻璃易氧化的時(shí)期，尤其是雨天。針對(duì)這種情況，一方面在鍍膜下片打包時(shí)要加入足夠量的乾燥劑密封嚴(yán)實(shí)，必要時(shí)充入氮氣來(lái)保護(hù)。另一方面，要儘可能地縮短等待中空生產(chǎn)的時(shí)間。
    鍍膜下片時(shí)手套上汗水粘到玻璃上。由於人出汗時(shí)，汗水中含有大量的硫化物，會(huì)與鍍膜玻璃中的銀髮生反應(yīng)，生成黑色的硫化銀，從而形成氧化層。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，因汗水粘過(guò)的鍍膜玻璃最短在一小時(shí)內(nèi)會(huì)氧化。因此，一方面保持手套乾燥，另一方面汗水觸摸過(guò)的鍍膜玻璃要立即清洗，並儘快合成中空玻璃。
    中空玻璃處理不當(dāng)。由於中空玻璃處理不當(dāng)，如漏氣、漏分子篩等等都可能會(huì)引起合好中空後的鍍膜玻璃被氧化，尤其是丁基膠不飽滿(mǎn)和漏分子篩對(duì)其都是致命威脅。因此，如何提高中空玻璃質(zhì)量是避免鍍膜玻璃後期批量氧化的一個(gè)關(guān)鍵因素。

2.3 斑紋缺陷及成因
斑紋：從鍍膜玻璃的反射方向看，膜層表面色澤發(fā)生變化的雲狀、放射狀或條紋狀的缺陷，一般呈現(xiàn)暗灰色，若產(chǎn)品經(jīng)過(guò)鋼化則無(wú)法清洗掉。部分缺陷鍍膜後肉眼可看出與其它部分存在顏色差異，有的在玻璃面暗光或膜面強(qiáng)光下清晰可見(jiàn)。

2.3.1 雲狀斑紋
主要是由於原片新鮮度不夠，Na+外滲，也就是通常所說(shuō)的發(fā)黴。經(jīng)過(guò)鋼化處理無(wú)法徹底清除，故形成雲霧狀斑紋。其解決方法除了確保使用新鮮原片外，可採用拋光粉進(jìn)行拋光處理，再進(jìn)行鍍膜，可以通過(guò)提高玻璃與膜層的結(jié)合力從而減少斑紋的產(chǎn)生。當(dāng)然原片存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使用拋光粉也是無(wú)效的。

2.3.2 放射狀斑紋
放射狀斑紋，主要是由於清洗機(jī)問(wèn)題，如風(fēng)刀未吹乾淨，進(jìn)行鍍膜時(shí)會(huì)出現(xiàn)放射狀斑紋。其解決方法為檢查風(fēng)壓及風(fēng)刀角度，並保證風(fēng)刀內(nèi)無(wú)異物。同時(shí)檢查純水電阻率、水壓、水量是否達(dá)到要求。輥道是否處於同一水平面狀態(tài)，毛刷的幹涉量是否正常。

2.3.3 條紋狀斑紋
條紋狀斑紋，有的是由於鍍膜設(shè)備內(nèi)局部氣壓發(fā)生變化引起的，有的是部分陰極與腔體之間絕緣性差放電導(dǎo )致，多出現(xiàn)於較厚的產(chǎn)品。只有依靠各生產(chǎn)廠(chǎng)家自己的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行逐點(diǎn)排查，排除後方可正常生產(chǎn)。

2.4 暗道缺陷及成因
暗道：從鍍膜玻璃的反射方向看，膜層表面亮度或反射色異於整體的條狀區(qū)域，可見(jiàn)程度取決於它們和周圍膜層的厚度差異。

2.4.1 設(shè)備、材料原因
暗道的產(chǎn)生絕大部分是由於鍍膜時(shí)其中一個(gè)或多個(gè)陰極產(chǎn)生電弧或跳閘引起。避免暗道，首先保證電源正常工作，其次保證靶材的質(zhì)量和表面光潔度來(lái)減少電弧，這樣暗道就能大量減少。

2.4.2 傳動(dòng)問(wèn)題
傳動(dòng)問(wèn)題包括在生產(chǎn)中傳動(dòng)停止或速度不一致，導(dǎo )致鍍出的膜層厚度明顯不均，可能是設(shè)備原因也可能是人為操作失誤。應(yīng)避免主觀(guān)失誤，同時(shí)定期檢查傳動(dòng)有無(wú)異常。

2.4.3 均勻性原因
均勻性太差導(dǎo )致某一層或某幾層膜疊加後出現(xiàn)膜厚不均而產(chǎn)生條狀色差，需要根據(jù)反射差異具體分析，一般需要對(duì)某一層膜的整體均勻性進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)對(duì)影響這一層的陰極磁場(chǎng)均勻性進(jìn)行調(diào)整，最終使每一膜層膜的膜厚達(dá)到均勻。

2.5 色差缺陷及成因
色差：從反射或透過(guò)方向觀(guān)察，顏色同標(biāo)準(zhǔn)樣片或批次產(chǎn)品比較，用肉眼可觀(guān)察到的差異。一般情況下在同一種產(chǎn)品中，片與片之間對(duì)比產(chǎn)生的差異。分為正面反射色差、側面反射色差、透過(guò)色色差和邊緣效應(yīng)。

2.5.1 正面反射色差
正面觀(guān)察顏色差異產(chǎn)生的原因主要有兩(liǎng)個(gè)方面，一方面為設(shè)備的不穩(wěn)定或故障導(dǎo )致生產(chǎn)過(guò)程中氣氛、濺射效率發(fā)生變化導(dǎo )致，另一方面為人為失誤導(dǎo )致，如工藝水平差、調(diào)試不合理、顏色標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、著色玻璃放反或基片差異等原因。需要具體分析，針對(duì)性解決。

2.5.2 側面反射色差
側面顏色差異大多出現(xiàn)在雙銀和三銀產(chǎn)品中，一般表現(xiàn)為正面對(duì)比觀(guān)察顏色合格，而當(dāng)觀(guān)察者與產(chǎn)品成一定角度（如45°）對(duì)比觀(guān)察則出現(xiàn)反射顏色不同。由於雙銀或三銀產(chǎn)品，包括4層以上的金屬層（Ag/NiGr），在二者中間有較厚的介質(zhì)層（ZnSn、SiNx），光在這種膜層結(jié)構(gòu )中傳播所發(fā)生的反射、折射較多，再加之總體膜層厚度較厚，極易使光在產(chǎn)品表面發(fā)生幹涉，致使在不同角度光的幹涉量不同，因此就呈現(xiàn)出不同的顏色（幹涉色）。金屬層與介質(zhì)層的比例決定著幹涉色的整體變化趨勢(shì)，故在各批次生產(chǎn)中必須保證各個(gè)膜層的厚度一致，且膜厚均勻性差異較小，否則即使是同一批次生產(chǎn)也會(huì)出現(xiàn)片與片之間側面顏色不同，甚至是同一片產(chǎn)品左右差異。對(duì)此在基片相同的情況下要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行調(diào)試和生產(chǎn)（光譜對(duì)顏色和幹涉色的控制具有唯一性），同時(shí)要會(huì)根據(jù)各點(diǎn)光譜判斷膜層厚度是否達(dá)標(biāo)。另外對(duì)於可鋼化產(chǎn)品受到鋼化溫度和加熱時(shí)間的影響也會(huì)造成批次間幹涉色不同，因此對(duì)於可鋼化產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)具體驗(yàn)證，有針對(duì)性的解決。

2.5.3 透過(guò)色色差
一般情況下主要是基片差異、真空環(huán)境差異和人為調(diào)試不到位產(chǎn)生，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基片的監(jiān)測(cè)、嚴(yán)格遵守工藝制度、提高工藝水平。避免主觀(guān)判斷失誤造成的損失。

2.5.4 邊緣效應(yīng)
在鍍膜產(chǎn)品四周或兩(liǎng)邊邊部100mm範圍內(nèi)出現(xiàn)與中部顏色差異的情況，多出現(xiàn)在雙銀、三銀產(chǎn)品中，受產(chǎn)品擺放寬度、陰極使用功率等影響，對(duì)此適當(dāng)降低各陰極功率和提高擺放寬度，同時(shí)保持擺放寬度差距不能太大，能夠降低邊緣效應(yīng)的色差。

2.6 白點(diǎn)、燒邊、掉膜缺陷及成因
表現(xiàn)為膜面白斑透光，有的有凹凸感，四周邊部發(fā)黃，刷洗後掉膜，出現(xiàn)於可鋼化大板的鋼化過(guò)程中。
此種缺陷的出現(xiàn)絕大部分受鍍膜腔體真空度、玻璃基片不新鮮、產(chǎn)品底層膜厚不夠及鋼化的溫度過(guò)高影響。另外要注意的是鍍膜玻璃的鋼化實(shí)驗(yàn)不是一次成型，必要時(shí)需多做兩(liǎng)次實(shí)驗(yàn)才具有實(shí)際意義。

2.7 劃(huà)傷、壓傷缺陷及成因
鍍膜玻璃表面被硬物剮蹭、刻畫或產(chǎn)品之間相互摩擦、碰撞所留下的線(xiàn )狀、點(diǎn)狀痕跡，用手摸有粗糙或溝壑感，表現(xiàn)為透光率增高或膜層被破壞。可見(jiàn)程度取決於它們的長(zhǎng)度、寬度、大小、位置和分布。

2.7.1 劃(huà)傷
劃(huà)傷的缺陷大多出現(xiàn)在鍍膜前和鍍膜中，很少一部分是在鍍膜後的運(yùn)輸(shū)中，由於隔離和固定措施較差導(dǎo )致產(chǎn)品相互間摩擦產(chǎn)生劃(huà)傷。而鍍膜前的劃(huà)傷多為不規(guī)則狀，大多為上道工序所帶，如上下片、轉(zhuǎn)運(yùn)、自爆等。只有依靠提高操作人員的主觀(guān)能動(dòng)性，採取措施來(lái)積極預防。鍍膜中的劃(huà)傷基本上是由設(shè)備造成的，呈現(xiàn)規(guī)則形狀，一般是平行於傳動(dòng)方向的直線(xiàn )。膜面劃(huà)傷大部分來(lái)源於分子泵蓋板下沉或氣體分隔板下沉以及包網(wǎng)跳絲所致，需要回氣處理。玻璃面劃(huà)傷主要是由於底板或傳送輥間丁字板積膜太厚以及受熱變形引起。可採用較重的未磨邊玻璃或鐵板在濺射室內(nèi)多次鏟渣來(lái)減輕。另外輥道故障或產(chǎn)品下彎超標(biāo)也會(huì)導(dǎo )致嚴(yán)重劃(huà)傷，應(yīng)加強(qiáng)檢查。

3 陽光控制鍍膜玻璃的缺陷與分析
陽光控制鍍膜玻璃是對(duì)波長(zhǎng)350nm-1800nm的太陽光具有一定控制作用的鍍膜玻璃，主要是在玻璃表面鍍金屬或金屬化合物膜，使玻璃呈顯豐富多彩並具有新的光、熱性能。與“ Low-E玻璃”相比膜層較厚並且較硬，抗外界影響能力更強(qiáng)。
耐研磨、酸鹼性能較差。表現(xiàn)為經(jīng)研磨和酸鹼試驗(yàn)後不符合要求，主要原因為腔室真空度未達(dá)到要求，膜層附著力差、最外保護(hù)層太薄或靶材用錯未起到保護(hù)作用、靶材的純度達(dá)不到要求、工藝氣體流量過(guò)大。需要根據(jù)差距情況具體分析和排查。

4 結(jié)論
在生產(chǎn)加工過(guò)程中，任何一道環(huán)節(jié)都有可能會(huì)對(duì)鍍膜玻璃造成傷害，另外，加工周期時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生缺陷的機(jī)率也就越大。因此，對(duì)於鍍膜玻璃控制除了鍍膜工序外，後續(xù)加工工序都要做好相應(yīng)的措施，才能減少缺陷的產(chǎn)生。不論是陽光控制膜，還是低輻射鍍膜玻璃，只要找到其缺陷形成的原因，就能減少缺陷的產(chǎn)生。

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