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1、目 录中文 摘要： .1英文摘要： .21 绪论 .31.1 大尺寸平板玻璃镀膜设备的发展 .31.2 磁控溅射技术的最新进展 .32 磁控溅射原理及溅射沉积工艺参数 .42.1 磁控溅射法的原理 .42.2 磁控溅射的工艺参数 .43 大平面磁控溅射镀膜玻璃生产线 .63.1 大尺寸磁控溅射镀膜玻璃生产线的组成 .63.2 平面磁控溅射镀膜玻璃生产线的分类 .74 磁控溅射镀 膜真空室的设计要求与原则 .84.1 设 计参数 .84.2 磁控溅射镀膜真空室的主要设计原则 .84.3 磁控溅射镀膜室对抽气系统的要求 .95 磁控溅射真空镀膜室主要部分的设计与计算 .105.1 真空室壳体的设计
2、与计算 .105.1.1 真空室壳体的类型选择 .105.1.2 真空室壳体的计算与校核 .105.2 传动系统的设计与计算 .125.2.1 传动方式的选择 .125.2.2 变频电机的确定 .135.2.3 传动 轴的计算与校核 .135.2.4 V 带传动的设计与计算 .145.2.5 轴承的配置与轴承座的选定 .155.2.6 轴承密封与传动轴动密封的设计 .165.3 平面磁控溅射靶的选择与计算 .165.3.1 平面磁控溅射靶的类型选择 .165.3.2 平面磁控溅射靶水冷系统的设计与计算 .185.4 抽气系统的设计与计算 .185.4.1 选泵与配泵 .185.4.2 抽气时间
3、的计算 .195.5 机架的设计与计算 .205.5.1 磁控溅射真空镀膜室总重估算 .205.5.2 机架的结构设计 .215.6 工艺气体的分布的分析与设计 .21结论 .24谢辞 .24参考文献 .251大尺寸平板玻璃磁控溅射室与真空系统设计摘 要：大尺寸平板玻璃镀膜技术主要应用于建筑玻璃、平板显示等领域。目前，生产大尺寸玻璃广泛采用真空磁控溅射镀膜工艺，每年都有大量的平板玻璃进行溅射镀膜。我国连续式磁控溅射镀膜设备多为进口,国内自主研发设计还有很大的空缺。因此本设计具有十分重要的意义。本文介绍了磁控溅射镀膜的工艺流程和大尺寸玻璃生产线的组成。设计出了一种用于大尺寸平板玻璃镀膜的磁控溅射
4、室和真空系统。本文对真空腔体和机架进行可行性设计，然后传动系统采用带传动进行玻璃的输送，抽气系统选用分子泵作为主泵，溅射靶使用最新的中频电源供电的矩形平面孪生磁控溅射技术。关键词：大尺寸玻璃镀膜；磁控溅射；矩形平面靶；镀膜玻璃生产线2The design of magnetron sputtering chamber and vacuum system for large area glass coatingAbstract: Large area glass coating mainly used in the field of architectural glass and flat pa
5、nel display. Nowadays, magnetron sputtering coating film is the mainstream technology of vacuum coating , every year a large number of flat glass for coating. Thus, this design has very important practical significance. This article introduces the process line of the plane magnetron sputtering coate
6、d glass and the main craft processes of magnetron sputtering coating film. Then a feasibility of design proposal on the magnetron sputtering chamber and vacuum system is carried out. Feasibility design of vacuum system and rack are presented in the paper. Then drivetrain system uses the belt conveyo
7、r to drive， vacuum pumping system chooses the molecular pump as the main pump, and sputtering target uses the latest intermediate frequency power supply rectangular planar twin-target sputtering technology.Keywords:large area glass coating；magnetron sputtering； rectangular planar target；coating glas
8、s product line31 绪论1.1 大尺寸平板玻璃镀膜设备的发展目前，用于生产大尺寸玻璃的方法很多，主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、凝胶浸渍法和电浮法镀膜等。从镀膜玻璃的膜层均匀性、牢固度、膜厚可控性以及产品品种、生产操作的难易程度和生产效率等方面比较，真空磁控溅射镀膜法是生产大尺寸镀膜玻璃的最佳方法 1。用这种方法生产的镀膜玻璃，膜不易受污染，膜的纯度高，膜层的均匀性、牢固性和工艺重复性都很好。另外，由于该种工艺能有效地控制膜的厚度，所以可采用不同膜材来生产不同光学性能的各种颜色的热反射玻璃和低辐射玻璃，甚至还能生产导电膜玻璃。磁控溅射镀膜技术是七十年代末期发展起来的一种先进的工
9、艺方法,它的膜层由多层金属或金属氧化层组成,允许任意调节能量通过率、能量反射率,具有良好的外观美学效果,它克服了其它几种生产方法存在的一些缺点,因而目前国际上广泛采用这一方法 2。磁控溅射镀膜玻璃已越来越多地被运用于现代建筑并逐渐在民用住宅、汽车、电子等领域使用,具有广阔的发展前景。这种的我国应用磁控溅射镀膜工艺生产镀膜玻璃起始于八十年代中期,其时国内一些厂家陆续引进了一批磁控溅射镀膜设备和技术,生产高档的镀膜玻璃。但由于当时人们对镀膜玻璃的功能还没有足够的认识,加之价格偏高,国家又采取了一系列的紧缩政策,一批高档的楼、堂、馆、所被停建或缓建,因而镀膜玻璃的市场极不景气,磁控溅射镀膜工艺也未受
10、到人们的重视和青睐。1.2 磁控溅射技术的最新进展由于磁控溅射能够精确地控制工艺参数和膜层质量，它已经成为大面积镀膜领域的主流。然而这种镀膜技术亦存在一些缺点，特别是在反应溅射过程中存在着沉积速率低及工艺不稳定等问题。所以普通的直流磁控溅射对于大面积薄膜产品的工业化生产来说不是最佳的工艺手段 3。目前，国内外多采用将直流磁控溅射电源改为交流中频电源的中频磁控溅射技术。单靶可抑制打弧现象的发生 4，中频交流溅射技术还应用于孪生靶（Twin-4Mag）溅射系统中。孪生靶溅射技术大大提高磁控溅射运行的稳定性，可避免被毒化的靶面产生电荷积累，引起靶面电弧打火以及阳极消失的问题，溅射速率高，是目前化合物
11、薄膜溅射镀膜生产的理想首选技术 5。本文共分 5 章，第 1 章介绍了我国低辐射玻璃的现状以及大面积磁控溅射技术的最新进展；第 2 章介绍了磁控溅射原理、过程及工艺参数；第 3 章介绍了平面磁控溅射镀膜玻璃生产线；第 4 章介绍了磁控溅射镀膜室、磁控溅射靶、真空系统以及传动系统的设计原则与要求；第 5 章对四个系统部分以及机架进行了设计计算。2 磁控溅射原理及溅射沉积工艺参数2.1 磁控溅射法的原理磁控溅射是在真空室中进行的，将真空室的气体抽空，阴极接通负电压（-500） （-800）V，阳极接通正电压（0100V） ，并向真空室的负压达到溅射工作压力 10-410 -5Pa 时，在阴极前面产生辉光放电，氩气发生电离，生产氩离子和电子，形成等离子区；阴极通电后产生的电场与永
