触屏展:触摸屏镀膜设备及工艺

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触摸屏连续磁控溅射镀膜生产线总体上可以分为三个部分: 前处理 溅射镀膜、 后处理。

  前处理(清洗工序)

  要获得结合牢固、致密、无针孔缺陷的膜层, 必须使膜层沉积在清洁、具有一定温度甚至是激活的基片上。为此前处理的过程包括机械清洗(打磨、毛刷水洗、去离子水冲洗、冷热风刀吹净)、烘烤、辉光等离子体轰击等。机械清洗的目的是去除基片表面的灰尘和可能残留的油渍等异物,并且不含活性离子,必要时还可采用超声清洗。烘烤的目的是彻底清除基片表面残余的水份,并使基片加热到一定的温度,很多材质在较高的基片温度下可以增强结合力和膜层的致密性。基片的烘烤可以在真空室外进行,也可以在真空室内继续进行,以获得更好的效果。但在真空室内作为提供热源的电源应有较低的电压,否则易于引起放电。辉光等离子体轰击清洗可以进一步除去基片表面残留的不利于膜层沉积的成份,同时可以提高基片表面原子的活性,更有利于基片与沉积的材质原子产生牢固的结合。使用中频电源会取得比直流放电更明显的效果。

  溅射镀膜

这部分应是生产线的主体,而且是处在真空状态下的一个系统,是由不锈钢或碳钢做成的一个个独立的室体连接组成。它的两端为了反复地使清洗过的玻璃基片进入和让镀制好的基片输出,而处在一个特殊的状态,称为真空锁室。每个锁室的两端都有阀门并配置抽气能力强大的真空机组,可以容易地完成真空和大气的转换,与真空锁室相连的真空室体称之为过渡室。它的作用是停留由锁室输入的待镀基片或让沉积好的基片停留于此,等待输出锁室,起到调配基片运行的作用。过渡室亦应配置真空机组,并要保持较高的真空度,输入端的过渡室内可以设置辉光放电等离子清洗装置。但应考虑与基片运行方向相邻的室体的隔离,这种隔离主要是相邻的室体维持不同的压力。辉光放电的压力一般较高,而溅射镀膜的工作压力往往在更低的量级。在前后过渡室之间的部分称为镀膜室或溅射室,每个镀膜室是一个独立的沉积区域。所谓独立是指该镀膜室内的工作压力以及工作氛围不受其它室体的影响,每个溅射室设有一付或两付靶位,每付靶位上可以安装一付磁控溅射靶,或称为阴极。溅射室的数量亦或溅射靶的数量,包括选用的靶材,取决于生产线开发膜系的能力和产量。磁控溅射靶的功率密度一般13W/ cm 2,比直流溅射要高得多,但实际的电源往往很难保证靶的功率。没有大的功率就没有高沉积速率,而高沉积速率是现代镀膜所推崇的。

电源的并联是增强功率的一个途径,平面磁控靶的结构分为直冷式和间冷式两类,直冷式适合于气密性好的靶材。由于冷却效果好,功率更大一些,间冷式的适合于气密性较差的靶材,功率要小一些。靶内磁体目前更多采用的是钕铁硼永磁体,只要保证磁场的均匀,再在工作气体的布气装置上采用合理的方式,在整个靶面的区域内。实践证明均能获得均匀的溅射刻蚀,这是膜层横向均匀性的重要保证。考虑到靶的两端所产生的边缘效应,为使基片的两端也获得与中间部分相同的膜厚,靶的两端要伸出基片边缘足够的长度。高真空的背景是溅射沉积的必要条件,所以溅射室对称设置有高真空机组,目前采用的大多是扩散泵机组。

进口设备中,配置涡轮分子泵的,但维修麻烦,更换轴承需由厂家进行。配置扩散泵的还加有液氮冷阱,这样有更好的挡油效果,但维持费用高。这种泵用于进片室可以免油蒸汽对基片的污染,并可防止活性气体周期性的混入镀膜室内。在溅射镀膜中尽量抑制油蒸汽的污染的必要性应是无可争议的,为了保证每个溅射室能在独立的气氛下工作,相邻的溅射室之间应采取气氛隔离措施。这可通过狭缝装置来达到隔离的目的,所谓狭缝是用两块横贯室体的钢板水平围成的长200~300mm、高10~12mm的空间,这是一种流导模型。 在分子态下具有很小的传输几率,狭缝所处位置的室体横截面,除了缝外完全隔断,这样两道狭缝相距40~50 cm设置便可形成一种物理上的隔离。两狭缝围成空间的两端配置有高真空机组,可使隔离效果更佳,控制在1% 以内,这种结构的优越之处在于隔离气氛和传输玻璃可同时兼顾。如若不能实现有效的隔离,当相邻的沉积区域气氛不同时,则相互的影响将严重的破坏膜层的均匀性,甚至结构,这是不能允许的。

  后处理

  镀制好的基片从真空室内输送到大气中后,一般还要经过清洗及检测,清洗的要求没有前处理那么严格。目的是使膜层的缺陷更容易暴露出来,以便在后续的检测中被发现。最简单的检测就是目测,为便于观察,基片的底部分布有光源,可以发现针孔的存在和数量,有无放电的痕迹。出线端的透过率检测仪可以指出膜层最终的透过率,也可以在基片范围内布置多道探头,采集数据由计算机处理来评估膜层的纵向和横向的均匀性及有无异常。对于特殊用途的光学薄膜出线后即进入净化室,覆上一层保护用的带胶薄膜后存放。

  来源:互联网

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