PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO DE BAJA E UTILIZANDO UNA DIANA DE CERÁMICA QUE INCLUYE CINC, Y DIANA UTILIZADA EN EL MISMO.

Un procedimiento de fabricación de un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja E soportado por un sustrato de vidrio,

comprendiendo el procedimiento: depositar una capa que refleja los infrarrojos (IR) sobre el sustrato; pulverizar catódicamente una diana de cerámica que comprende óxido de cinc para formar una primera capa que comprende óxido de cinc sobre el sustrato, donde la capa que comprende óxido de cinc está directamente en contacto con la capa que refleja los IR y se sitúa por encima o por debajo de la capa que refleja los IR en el recubrimiento de baja E; y en el que el óxido de cinc de la diana de cerámica es subestequiométrico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/000673.

Solicitante: GUARDIAN INDUSTRIES CORP..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2300 HARMON ROAD AUBURN HILLS, MICHIGAN 48326-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LU,Yiwei, SEDER,Thomas,A.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 10 de Enero de 2006.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C03C17/34D
  • C03C17/36 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03C COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VITREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGANICAS O ESCORIAS; UNION DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES.C03C 17/00 Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej., de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento. › siendo un revestimiento al menos un metal.
  • C23C14/08L
  • C23C14/34B2

Clasificación PCT:

  • C03C17/36 C03C 17/00 […] › siendo un revestimiento al menos un metal.
  • C04B35/45 C […] › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 35/00 Productos cerámicos modelados, caracterizados por su composición; Composiciones cerámicas (que contienen un metal libre, de forma distinta que como agente de refuerzo macroscópico, unido a los carburos, diamante, óxidos, boruros, nitruros, siliciuros, p. ej. cermets, u otros compuestos de metal, p. ej. oxinitruros o sulfuros, distintos de agentes macroscópicos reforzantes C22C ); Tratamiento de polvos de compuestos inorgánicos previamente a la fabricación de productos cerámicos. › a base de óxido de cobre o de sus soluciones sólidas con otros óxidos.
  • C23C14/06 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 14/00 Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización catódica o implantación de iones del material que constituye el revestimiento (tubos de descarga provistos de medios que permiten la introducción de objetos o de un material para ser expuestos a la descarga H01J 37/00). › caracterizado por el material de revestimiento (C23C 14/04 tiene prioridad).
  • C23C14/08 C23C 14/00 […] › Oxidos (C23C 14/10 tiene prioridad).
  • C23C14/34 C23C 14/00 […] › Pulverización catódica.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2363534_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención se refieren a un procedimiento para fabricar un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja E (de baja emisividad) soportado por un sustrato de vidrio. En determinadas formas de realización de ejemplo, se proporciona por lo menos una capa que comprende óxido de cinc adyacente a y en contacto con una capa que refleja los infrarrojos (IR). Una diana de cerámica que incluye cinc se utiliza en la deposición por pulverización catódica de la capa que comprende óxido de cinc. En determinadas formas de realización de ejemplo, la diana de cerámica que incluye cinc puede ser subestequiométrica y/o dopada con un no metal como el flúor (F).

ANTECEDENTES Y RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Artículos recubiertos que incluyen recubrimientos de baja E son conocidos en la técnica. Por ejemplo, véanse

U.S. 2004/0180214, 2004/0005467, 2003/0150711 y 2004/0121165. Los recubrimientos de baja E incluyen por lo general una o más capas que reflejan los IR de un material como la plata o similares. Es conocido depositar por pulverización catódica una capa de plata que refleja los IR sobre y en contacto con una capa de contacto de óxido de cinc (p. ej., véanse 2003/0150711 y 2004/0121165).

Las capas que reflejan los IR como las capas de plata son depositadas por lo general por pulverización catódica a partir de una diana de plata en una atmósfera de gas argón (Ar). Esta atmósfera de argón se utiliza para depositar una capa que refleja los IR de manera que se reduzca cualquier posible oxidación de la misma. La oxidación de la capa de plata que refleja los IR se ve a menudo como no deseable en que a veces puede conducir a fallos y/o cambios no deseables de las características de la capa que refleja los IR. En un esfuerzo por reducir la oxidación de las capas de plata que reflejan los IR, a menudo se depositan capas de contacto metálicas como NiCr, Ti o similares inmediatamente sobre las capas de plata que reflejan los IR; esto puede ayudar a reducir la oxidación de la capa de plata cuando se deposita por pulverización catódica una nueva capa de óxido metálico adicional sobre la capa de contacto metálica de NiCr, Ti o similares. Sin embargo, el uso de capas de contacto metálicas no es siempre deseable, en que tienden a conducir a una disminución de la transmisión del artículo recubierto y/o a cambios significativos en la apariencia tras un tratamiento térmico como el templado térmico.

También es conocido en la técnica el uso de óxido de cinc como una capa de contacto justo adyacente a la plata. La forma tradicional de deposición por pulverización catódica de óxido de cinc en la fabricación de artículos recubiertos es pulverizar catódicamente una diana metálica (o aleación metálica) basada en Zn en una atmósfera saturada con gas oxígeno. Sin embargo, las grandes cantidades de gas oxígeno utilizadas en la pulverización catódica tradicional de dianas metálicas que incluyen Zn pueden tener un impacto negativo en la plata que está adyacente al óxido de cinc. En concreto, debido a la utilización de grandes cantidades de gas oxígeno en la pulverización catódica de cinc adyacente a la plata, el gas oxígeno puede tender a tener fugas de la cámara de pulverización catódica de cinc al compartimiento o cámara de pulverización catódica de plata adyacente lo que conduce a una oxidación no deseable de la capa de plata que refleja los IR. Otro posible problema es que una superficie de la capa de plata puede estar expuesta a gas oxígeno ya que el recubrimiento entra y comienza a pasar por la cámara de pulverización catódica de cinc. La existencia de oxígeno tiende a degradar las capas de plata que reflejan los IR formando AgO que tiene una alta absorción en el espectro visible y una baja reflectancia en el espectro IR. Este fenómeno no deseable es especialmente perjudicial para los recubrimientos de baja E con una capa de plata delgada como de un espesorinferior a 150 Å.

Para abordar el problema anteriormente mencionado, es conocido el uso de una diana de cerámica (o cátodo de cerámica) para depositar por pulverización catódica una capa de contacto de óxido de cinc por encima de y en contacto con una capa de plata que refleja los IR. Por ejemplo, puede doparse una diana de ZnO (que es una diana de cerámica) con un material como Al, y pulverizarse catódicamente para formar una capa basada en óxido de cinc de este tipo en una capa que refleja los IR. El Al se proporciona en la diana para hacer la diana suficientemente conductora para una pulverización catódica eficiente. Las dianas de cerámica de ZnO son deseables en que para formar una capa de óxido de cinc que una estequiometria concreta, se necesita menos gas oxígeno en la atmósfera de pulverización catódica alrededor de la diana de cerámica porque el oxígeno ya está presente en la propia diana, lo que reduce la probabilidad de que la capa de plata que refleja los IR adyacente sea dañada por el gas oxígeno utilizado en la pulverización catódica de una capa de contacto de óxido de cinc. Sin embargo, a veces no es deseable dopar las dianas de cerámica con un metal como el Al, puesto que el Al tiende a terminar en la capa depositada en cantidades significativas que pueden no desearse en determinadas situaciones. Lamentablemente, si una diana de ZnO estequiométrica (es decir, ZnOx, donde x = 1) no se dopa de esta manera, su conductividad es menor de la necesaria para una pulverización catódica eficiente.

En vista de lo anterior, se pondrá de manifiesto que existe una necesidad en la técnica de una técnica mejorada para la formación de capas que incluyan óxido de cinc, especialmente las adyacentes a y en contacto con las capas que reflejan los IR como la plata. La invención proporciona un procedimiento según la reivindicación 1, y una diana de pulverización catódica según la reivindicación 16.

Se ha descubierto que el uso de una diana de cerámica de óxido de cinc subestequiométrica resulta ventajoso en este sentido. Según determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se utiliza una diana de cerámica subestequiométrica que comprende ZnOx (p. ej., donde 0,25 ≤ x ≤ 0,99, más preferentemente 0,50 ≤ x ≤ 0,97, y aún más preferentemente 0,70 ≤ x ≤ 0,96) en la deposición por pulverización catódica de una capa de contacto que incluye óxido de cinc que se sitúa, o se situará, adyacente a y en contacto con un capa de plata que refleja los IR o similares (subestequiométrica significa que "x" es menor que 1,0 en el caso del ZnOx).

Según determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, la naturaleza subestequiométrica de la diana de cerámica que incluye ZnOx hace que la diana de cerámica sea más conductora, lo que reduce o elimina la necesidad de dopante(s) metálicos(s) en la diana. En concreto, sin dopaje metálico, una diana de cerámica que incluye ZnOx subestequiométrica es capaz de producir mejores rendimientos de pulverización catódica y mayores velocidades de pulverización catódica en comparación con una diana de cerámica de ZnO estequiométrica. Esto resulta muy ventajoso como entenderán los expertos en la materia. En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, no se necesitan dopantes para una diana de cerámica que incluye ZnOx subestequiométrica.

En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, una diana de cerámica que incluye ZnOx subestequiométrica puede doparse con un no metal como F y/o B. F y/o B cuando se utilizan como dopantes aumentan la conductividad eléctrica de la diana, que puede ser necesario en determinadas situaciones donde x es cercano a 1,0 incluso mientras la diana sigue siendo ligeramente subestequiométrica. En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, la diana puede doparse para que incluya desde aproximadamente un 0,5 hasta un 5,0% de F y/o B, más preferentemente desde aproximadamente un 0,5 hasta un 3% de F y/o B (% atómico). En determinadas formas de realización alternativas de esta invención, una diana de cerámica de ZnO estequiométrica puede doparse con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 5,0% de F y/o B, más preferentemente desde aproximadamente un 0,5 hasta un 3% de F y/o B.

Tales dianas de cerámica de pulverización catódica de subóxido de cinc pueden utilizarse para depositar por pulverización catódica capas de ZnO en entornos escasos de oxígeno (es decir, se necesita una baja cantidad de gas oxígeno en el compartimento o cámara de pulverización catódica donde se encuentra(n)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de fabricación de un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja E soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el procedimiento:

depositar una capa que refleja los infrarrojos (IR) sobre el sustrato; pulverizar catódicamente una diana de cerámica que comprende óxido de cinc para formar una primera capa que comprende óxido de cinc sobre el sustrato, donde la capa que comprende óxido de cinc está directamente en contacto con la capa que refleja los IR y se sitúa por encima o por debajo de la capa que refleja los IR en el recubrimiento de baja E; y en el que el óxido de cinc de la diana de cerámica es subestequiométrico.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el óxido de cinc de la diana de cerámica se caracteriza por ZnOx, donde 0,25 ≤ x ≤ 0,99.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el óxido de cinc de la diana de cerámica se caracteriza por ZnOx, donde 0,50 ≤ x ≤ 0,97.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el óxido de cinc de la diana de cerámica se caracteriza por ZnOx, donde 0,70 ≤ x ≤ 0,96.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la primera capa que comprende óxido de cinc se sitúa por encima de la capa que refleja los IR, y en el que una segunda capa que comprende óxido de cinc se deposita por pulverización catódica para que se sitúe por debajo de y directamente en contacto con la capa que refleja los IR, en el que la segunda capa que comprende óxido de cinc se forma por pulverización catódica de una diana de cerámica que comprende óxido de cinc que es subestequiométrico.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la capa que refleja los IR comprendiendo plata.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la diana de cerámica que comprende óxido de cinc se dopa con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 5,0% en átomos de flúor y/o boro.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la diana de cerámica que comprende óxido de cinc se dopa con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 3% en átomos de flúor y/o boro.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la diana de cerámica que comprende óxido de cinc se dopa con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 5,0% en átomos de flúor.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la diana de cerámica que comprende óxido de cinc se dopa con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 10,0% en átomos de boro.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene una resistencia laminar (Rs) no superior a aproximadamente 6 ohmios/cuadrado, y una transmisión visible de por lo menos aproximadamente un 40%

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el óxido de cinc de la diana se dopa con un no metal.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el artículo recubierto tiene una resistencia laminar (Rs) no superior a aproximadamente 6 ohmios/cuadrado, y una transmisión visible de por lo menos aproximadamente un 40%.

14. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la diana que comprende cinc se dopa con boro.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la diana que comprende cinc se dopa con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 10,0% en átomos de boro.

16. Una diana de pulverización catódica, para su uso en el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-15, que comprende:

un material a ser pulverizado catódicamente a partir de la diana, comprendiendo el material óxido de cinc subestequiométrico caracterizado porque el óxido de cinc dopado con un no metal.

17. La diana de pulverización catódica de la reivindicación 16, dopada con boro o con desde aproximadamente un 0,5 hasta un 5,0% en átomos de flúor.

 

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