导致脱膜的几个要因素

导致脱膜的几个要因素千万脱膜大致有以下几个因素：原片、水质、真空度、清洗机、工艺气体、靶材。

2.1原片因素2.1.1原片存放因素玻璃表面越新鲜，表面活性越大，与膜层的结合力越强，反之则差。

使用存放期过长的玻璃，由于玻璃表面霉变和附着的污物会大量增加，而且附着力很强，清洗环节很难清除掉，这就造成膜层与基片的结合力大大降低，从而导致脱膜。

建议视季节采用存放期在一个月以内的制镜级或汽车级浮法玻璃。

2.1.2原片切割因素许多原片生产厂家为了提高玻璃的切裁率，在切割刀上注了过多的煤油，这些煤油残留在原片上，在清洗环节难以清除掉，造成脱膜。

在采购玻璃原片时，应要求无油切割。

若不能无油切割，应在正式清洗前用稀盐酸或阴离子去垢剂进行预清洗。

2.2水质因素2.2.1水处理设备水质的好坏对于镀膜是至关重要的。

去离子水纯度应控制在电阻率10M欧姆以上。

若低于该值，则应对阴阳离子交换树脂进行再生，否则，会因水质不纯导致原片清洗不净而脱膜。

2.2.2管道和水箱的杂质连接水处理设备和清洗机水箱的管道应定期吹扫清洗。

因为管道中若残留不流动的水时间久了，会滋生细菌、藻类，在使用时会带到水箱里，使清洗水本身水质不过关，造成镀膜不牢。

2.3清洗机2.3.1清洗刷清洗刷使用一段时间后，上面会残留一些污物，包括油污、絮状物、纸屑、甚至细菌，若不能有效地进行清洗，也会带来污染，造成脱膜。

所以，必须定期用蒸汽清洗机清洗毛刷，必要时，可用双氧水清洗。

2.3.2风机风压大小，风刀角度调整的好坏将影响到原片能否吹干，若吹不干，镀膜后，肯定脱膜。

必须保证进入真空室的玻璃干燥。

2.4真空度真空度必须达到一定标准方可镀膜，否则，会因气体中残留杂质气体，导致膜层成分不纯，结合力不强。

一般应控制在10-3Pa。

2.5扩散泵返油扩散泵冷却水水温偏高，易导致油蒸汽进入镀膜室附着在原片上，这是导致脱膜的生要因素之一。

定期观察扩散泵冷却水水温，做好记录，尤其在炎热的夏季和使用较高溅射功率的时候，更应如此。

2.6工艺气体、靶材若使用纯度不高的工艺气体或靶材，会使膜层中杂质成分偏高，产生大面积针孔，进而导致脱膜，所以采用高纯度气体和靶材是消除脱膜的重要前提。

3.储存环节镀膜玻璃应储存在干燥、通风的环境中。

若长期储存在潮湿、高温的环境中，易引起镀膜玻璃发霉，膜层脱落。

4.运输环节我们经常发现，经过质检合格的钢化镀膜或小片镀膜在运到目的地后有脱膜现象发生。

这是由于钢化镀膜或小片镀膜的包装不可能像大片镀膜那样紧密，加之运输时若玻璃放置与前进方向一致，片与片之间就有可能滑动、摩擦，导致脱膜。

所以装车时，应尽可能使镀膜玻璃摆放方向与车辆前进方向垂直，有条件的话，每片镀膜玻璃的膜面粘贴薄膜。

5.使用环境镀漠玻璃并不是任何环境下都可使用，它的使用是有条件的。

在污染的环境中慎用，否则，会使镀膜玻璃的寿命大打折扣。

如：用在浴池的镀膜玻璃会因长期处于热的环境中，使膜层的附着力大大降低；而用在厨房的镀膜玻璃，则会因厨房产生的酸性气体与膜层发生反应，导致脱膜。

6.结语出现脱膜问题可能是一个或多个因素造成的。

所以，发现脱膜现象，应一个个环节进行排查。

生产环节应夯实基础、强化管理、持续改进。

在导致脱膜的其它几个方面一定要严格按照规范要求去做，减少随意性。

只有这样，才能最大限度地预防脱膜问题的发生。

溅镀溅镀是利用氩离子轰击靶材，击出靶材原子变成气相并析镀于基材上。

溅镀具有广泛应用的特性，几乎任何材料均可析镀上。

1) 溅镀的优点与限制i) 优点a) 无污染b) 多用途c) 附着性好ii) 限制a) 靶材的制造受限制b) 靶材的受损，如陶瓷靶材，限制了使用能量的范围c) 析镀速率低2] 溅镀系统i} 分类a) 平面两极式：靶材为负极，基材为正极b) 三极式：由阳极，阴极，外加电子源等三种电极所组成的系统。

外加电子源产生电场加速正极离子化的气体分子。

三极式系统不能使用于反应性溅镀，因为电子会影响反应气体与污染灯丝。

c) 磁控溅镀：利用磁场作用提高溅镀速率d) 反应溅镀：将反应性气体导入真空腔中，并与金属原子产生化合物以镀着。

ii) 电流的分类a} 直流电溅镀－应用于导电基材与镀层b) 交流（或射频）电溅镀－应用于导电或非导电基材与镀层3} 溅镀系统组合i} 靶材在溅镀时，经电浆中的正离子轰击，而析镀于基材的镀层材料；靶材通常是阴极。

六西格玛品质论坛a s,cii} 溅镀的通量溅镀时的通量即为溅镀原子的流量。

流量原子的组成与经冷却，且未产生内扩散的靶材相同。

同一靶材的所有材料之溅镀速率大致相同。

(然而，蒸镀的蒸镀速率并不同)。

iii} 接地屏蔽将离子局限于仅轰击与溅镀靶材；避免靶材夹治具被溅击。

屏蔽与靶材之间的距离必须小于暗带（dark space）的厚度，因此，在高频（13.5MHz）或高压使用时，此距离较近。

iv] 挡板设置在两个电极之间的活动板。

通常溅击清洁靶材(靶材可能会在装载或操作时受到大气的污染)时移置于靶材与基材之间。

v) 靶材的冷却当外加能量输入系统，会使靶材的温度提高，并损坏靶材与夹治具的结合，因此必须冷却。

一般靶材都是用水冷却之。

vi) 基材温度的控制利用电阻与光源等加热。

一般而言，基材的表面温度会因辉光放电，而高于块材。

4) 绝缘体的溅镀绝缘薄膜可利用射频溅镀或反应溅镀。

若采用直流电溅镀，将迅速造成表面电荷堆积而无法溅镀。

-o ~&r q?b4fi) 射频电溅镀（RF Sputtering）使用频率为13.56 MHz的射频电源，使靶材与镀层表面能被离子与电子交替的轰击，以避免电荷的堆积。

ii) 射频溅镀的优点a) 电子轰击离子化的效率增高，且操作压力比较低(<1mtorr)b) 减少电弧（电弧的产生是由于粉尘或加热蒸发的气体）iii) 反应溅镀（Reactive spuutering）将反应性气体加入氩气中，如Ar + H2S，而与溅镀原子，如镉形成硫化镉。

(例如，在氩气加氮气的环境下溅镀钛，会形成氮化钛)。

其可为直流电或射频反应溅镀。

5) 磁控溅镀（Magnetron Sputtering）"Magnetron"意指"磁化的电子"（Magnetical Electron）i) 优点与缺点磁控溅镀虽会增加溅镀速率，相对地，亦会加速靶材的损耗。

由于基材与电浆间的距离较大，使基材较远离电浆可在低的工作温度进行溅镀。

ii) 操作方法由垂直的电场和磁场的结合组成。

由于电磁的交互作用，促进电子集中于靶材附近，以提升离子化效应如下图所示。

a) 磁场会使负极表面形成电子的聚集处，离子会因受限的电子源的静电效应而聚集。

b) 电子能有效聚集于靶材的表面，使离子化效率提高并提高溅镀速率。

7.4 电性状况1) 电浆：(Irving Langmuir, 1928)经通电后离子化的气体。

电浆是由离子，电子，与中性粒子所组成。

2) 辉光放电：-质量辉光放电会在真空状态下，两电极间的气体中形成；在两电极间的空间会充满了辉光。

相对而言，靠近电极附近会生成一暗带（dark space，Sheath）。

3) 暗带（dark space）以下略述暗代形成之因。

当"基材"暴露(漂浮在)在电浆区域中，由于电子运动速度较快，撞击此基材表面，形成负电荷堆积，即负电位。

此负电位形成之后，仅有具高动能的电子能再靠近此基材，此时电子触及基材表面的比例是可见其量不多，因此，电子密度将低于基材的周围，则在基材的周围不会发生电子激发原子以发光，其发光度比辉光的区域低，因此出现较低的发光区域即是暗带。

4) 溅N薄膜的溅镀速率与溅出率（Sputtering Yield）成正比，因此与离子的能量与工作电压成正比例。

一般的溅镀气体，溅镀压力与V-I特性是非常重要的。

5) 溅出率（Sputtering Yield）如上述，溅镀速率与溅出率成正比，溅出率指的是靶材原子被入射离子轰击之后而跳脱离靶材的数量，如下所示。

E：入射离子的能量mi：入射的质量mt：改变的质量Uo：靶材的表面键结能α：一函数值（monotonic increasing function）6) 溅镀用的气体溅镀用的气体必须是不会与靶材或镀膜产生反应的钝性气体。

溅出率与产生电浆气体的量成正比。

各种钝性气体中，氡（Rn）具有辐射性，氙（Xe）与氪（Kr）价格高，且市面上不多，氦（He）与氖（Ne）质量太小，因此氩气是最常用来产生电浆的气体。

7) 溅镀的功率（Power）溅出率的公式说明，溅出率与入射离子的能量成正比，即表示正比于溅镀时的工作能量；然而，此正比例关系在E=1KeV以上即不存在，如当能量作用在大体积之上，溅射效率略保持不变。

但是E再增加，则S/E会大幅下降，而S/E的降低是由于E的增加会产生离子布植。

一般在功率低于100V时，溅镀速率较低，但功率高于10kV时，则效率差。

一般的工作条件约是500V~5kV。

8) 溅镀真空度溅镀时，真空度约是30~120 mtorr。

当真空压力降低时，会降低离子化碰撞因而降低电流，而真空压力提高时，会提高溅镀原子与气体的碰撞机率，使溅镀原子重新沉积回靶材或造成溅镀原子散射，使镀层镀着速率降低。

7.5 多成分的溅镀多成分的溅镀可使用合金靶材，化合物靶材或反应溅镀。

1} 合金靶材合金靶材中的元素溅出率会影响镀层组成元素的溅镀速率。

举例来说，在1KeV的Ar离子气体中，S(Ni)=2.1与S(Fe)=1.4的溅射产出是Ni：Fe＝（80×2.1）：（20×1.4）。

于是，在溅镀的初期会使靶材产生富铁区，而镍含量降低会提高铁的溅镀速率直到80：20的稳定速率，造成表面组成变为~72.7Ni：27.3 Fe。

SPC ,6sigma, 六西格玛，MSA,FMEA，注意：靶材表面元素的消耗，会造成各种元素的浓度梯度并促使扩散，如铁离开表面使镍扩散至表面；靶材的冷却可避免此扩散行为。

2} 化合物靶材将化合物靶材以分子与原子的形式溅射出，但需注意化合物组成元素溅射比例及各自蒸气压之差异造成镀层成份比例偏差。

举例来说，对于一个金属氧化靶材，溅镀离子的流量η是η= MO+ /(M+ + MO+)η受M-O键结强度的影响。

镀层会较缺乏易氧化的原子，例如，石英镀层会较缺乏氧原子；此种状况可藉控制气体成份以改善，例如可利用95%Ar：5%O2产生完全氧化的薄层以避免缺陷的产生。

3] 反应溅镀3 溅镀（Sputtering Deposition）所谓溅射是用高速粒子（如氩离子等）撞击固体表面，将固体表面的原子撞击出来，利用这一现象来形成薄膜的技术即让等离子体中的离子加速，撞击原料靶材，将撞击出的靶材原子淀积到对面的基片表面形成薄膜。