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真空鍍膜原理與技術

生活 更新时间:2024-07-22 01:13:15

真空鍍膜到底有哪些方面的知識要了解?如何從整體認識到真空鍍膜?相信很多小白還不是很了解,為此小編特意整理了以下關于真空鍍膜産品中常見的不良現象以及其産生的原因、改善方式進行分析,供大家閱讀。


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真空鍍膜産品常見不良分析

真空鍍膜原理與技術(真空鍍膜産品常見不良分析及改善對策)1

一、 膜強度

膜強度是鏡片在鍍膜的一項重要指标,也是鍍膜工序最常見的不良。膜強度的不良(膜弱)主要表現為:

1) 擦拭或用專用的膠帶拉撕,産生成片的脫落;

2) 擦拭或用專用的膠帶拉撕,産生點狀的脫落;

3) 水煮15分鐘後用專用的膠帶拉撕産生點狀或片狀的脫落;

4) 用專用橡皮頭、1KG力摩擦40次,有道子産生;

5) 膜層擦拭或未擦拭出現龜裂、網狀細道子。

改善思路:基片與膜層的結合是首要考慮的,其次是膜表面硬度光滑度以及膜應力的因素。

膜強度不良的産生原因及對策;

真空鍍膜原理與技術(真空鍍膜産品常見不良分析及改善對策)2

1) 基片與膜層的結合;

一般情況,在減反膜中,這是膜弱的主要原因,由于基片表面在光學領加工及清洗過程中不可避免地會有以下有害雜質附着在表面傷,而基片的表面由于光學冷加工的作用,總有一些破壞層,深入破壞曾的雜質(如水汽、油氣、清洗液、擦拭液、抛光粉等,其中水汽為主),很難以用一般的方法去除幹淨,特别對于親水性好的材料,吸附力強的基片尤其如此,當膜料分子堆積在這些雜質上面時,就影響了膜層的附着,也就影響了膜強度。此外,如果基片的親水性差、吸附力差,對膜層的吸附差,同樣會影響膜強度。

硝材化學穩定性差,基片在前加工過程中流轉過程中,表面已經受到腐蝕,形成了腐蝕層或水解層(也許是局部的、極薄的)。膜層鍍在腐蝕層或水解層上其吸附就差,膜牢固度會受到影響。基片表面有髒污、油斑、灰點、口水等,局部膜層附着不良,造成局部膜牢固度不良。

改善對策:

a) 加強去油去污處理,如果是超聲波清洗,應重點考慮去油功能,并保證去油溶液的有效性,如若是手擦,可考慮先用碳酸鈣粉擦拭後再清擦;

b) 加強鍍前烘烤,條件許可,基片溫度能達到300℃以上最好,恒溫20分鐘以上,盡可能使基片表面的水汽、油氣揮發。溫度過高時基片的附着力變大,同時也容易吸附灰塵,因此需要提高真空室清潔度,真空室基片上的水汽化學解析溫度在260℃以上。不是所有的零件都需要高溫烘烤,有的硝材溫度高了反而膜強度不高,還會有色斑産生,這與應力及材料熱匹配有較大的關系;

c) 設備機組安裝冷凝機(POLYCOLD),可以提高機組抽真空的能力的同時幫助去除水汽、油氣;

d) 設備安裝離子源,鍍前轟擊,清潔基片表面,鍍膜過程輔助更有利于提高膜層密度;

e) 鍍膜輔耗去潮濕,膜料可以存放特制的幹燥櫃或真空幹燥櫃中;

f) 保持工作區域環境幹燥,清潔環境時不能有太多的水,環境保持恒溫恒濕狀态;

g) 薄膜設計是考慮第一層膜與基片的匹配,盡可能的使用與基片吸附力強的膜料,例如:增透膜使用 AL2O3、金屬膜使用CR或CR合金;

h) 鍍前采取研磨液(抛光液)重複手動擦拭抛光,去除表面的腐蝕層和水解層;

i) 增透膜可以适當的降低蒸發速率,提高膜層光潔度,金屬膜提高速率,或者提高設備的真空度,對于基片到蒸發源大于1米以上的鍍膜機,蒸鍍開始真空度應高于3*10-3Pa,鍍膜機越大,蒸鍍開啟真空越高越好;

2) 膜層應力;

薄膜的成膜過程,是一個物質形态轉變的過程,不可避免的在成膜後的膜層中會有應力的存在,對于多層膜來說有不同的膜料組合,各膜層體現出的應力是有所不同的,有的是張應力,有的是壓應力,還有膜層及基片的熱應力。應力的存在對膜強度是有害的,輕者是膜層耐不住摩擦,重者造成膜層的龜裂或網狀細道子。對于減反膜,由于層數不多,應力一般體現不明顯,但是有些硝材的鏡片即便是減反膜也有應力問題存在,而膜層較多的高反膜、濾光片、應力是一個常見的不良因素,應特别注意。

改善對策:

a) 鍍後烘烤,最後一層膜鍍完後,烘烤不要馬上停止,延續10分鐘“回火”。讓膜層結構趨于穩定。

b) 降溫時間适當延長,退貨失效,減少由于真空室外溫差過大帶來的熱效應。

c) 對于高反膜、濾光膜等在蒸鍍過程中,基片溫度不宜過高,高溫易産生熱應力,并且對氧化钛、氧化钽等膜料的光學穩定性有負面作用。

d) 鍍膜過程離子輔助,減少應力。

e) 選擇合适的膜系匹配,第一層膜料與基片的匹配

f) 适當的減小蒸發速率。

g) 對氧化物膜料全部充氧反應膜,根據不同膜料控制氧氣量。

真空鍍膜原理與技術(真空鍍膜産品常見不良分析及改善對策)3

3) 外層膜表面硬度

減反膜一般完成選用MGF2,改膜層剖面時較松散的柱狀結構,表面硬度不好,容易擦拭出道子。

a) 膜系設計是允許外層加10nm左右的SIO2層,二氧化矽的表面光滑度優于氟化鎂,但是二氧化矽的表面耐磨度、硬度不如氟化鎂,鍍後離子轟擊幾分鐘,牢固度效果會更好,但是表面會變粗糙。

b) 鏡片出真空室後,放置在較幹燥潔淨的地方,防止快速吸潮,表面硬度降低。

4) 其它

造成膜強度不良的原因有真空度過低、真空室髒、基片加熱不到位,輔助氣體充入時,膜料也在放氣,緻使真空度降低,使分子自由程減少,膜層不牢,所以輔助氣體的充入要考慮膜料的放氣,鍍膜前對膜料進行充分的預熔充分的放氣,也可以避免由于蒸鍍中膜料放氣趙成的真空度下降,從而影響膜強度。

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5) 脫膜

這裡的脫膜雖然也是膜弱的一種,但與前述的脫膜有一些區别,主要特征為:點狀脫膜、邊緣脫膜局部脫膜。主要的原因是膜内有髒污或污染物所造成。

改善方法,提高基片的清潔度,使用合适的檢查環境。

二、 膜料點:

膜料點不良也是鍍膜産品的一個常見的問題,在日企、台企把膜料點稱為“斑孔”,顧名思義,膜料點就是在蒸鍍中有大顆粒的膜料點子随着膜料蒸發一起蒸鍍到了基片的表面,在基片 表面形成點的凸起,有時候是個别的,有時候是成片的細點,大顆粒點甚至可以打傷到基片表面。各種膜料的蒸發特點是不一樣的,特别是熔點溫度和蒸發溫度有很大差異的時候,幾種特點分别是:

a) 熔點溫度大于蒸發溫度的材料,由固态直接氣化蒸發,是升華材料;

b) 熔點溫度小于蒸發溫度的材料,由固态先化成液态爾後在轉化成氣态蒸發,是非升華材料;

c) 熔點溫度與蒸發溫度相當的材料,由固态到氣态蒸發,邊融化邊蒸發,是半升華材料;

其中非升華材料最容易産生膜點,因為液态的哦聊繼續加熱會沸騰,沸騰中膜料中的氣泡溢出,飛濺膜料點的可能性加大,有時在材料預熔的時候就會有很大的飛濺。膜料受潮,預熔或蒸鍍時水汽溢出,也會造成飛濺,産生膜點,下表是幾種常用的膜料的升華特點。

材料名稱 熔點溫度 蒸發溫度 飛濺可能 備注

ZNS 1900 1100 極小

SIO2 1700 1600 很小

AL2O3 2020 2100 小

ZRO2 2715 2700 小

TIO2 1850 2000 大

TA2O5 1800 2100 較大

MGF2 1266 1540 大

膜料不純、膜料參雜,既膜料中有了熔點溫度、蒸發溫度不一緻的材料,這也是膜料點産生的原因。

改善思路:選用好的膜料,充分預熔,控制速率

改善對策

a) 選擇雜質少的膜料;

b) 對易飛濺的膜料選擇顆粒合适的膜料;

c) 膜料在鍍前使用網篩篩選一下;

d) 精心預熔,MGF2務必熔透一次蒸鍍所需的膜料,而TA2O5和TIO2必須徹底熔透;

e) 用一把電子槍鍍制幾種膜料時,防止坩埚轉動中膜料摻雜及擋闆掉灰造成膜料污染,一旦發現坩埚有污染,必須立刻更換;

f) 盡最大可能的是蒸發舟、坩埚清潔幹淨、幹燥;

g) 選擇合适的蒸發速率,控制擋闆開啟時阻尼的幅度,特别是非升華材料,蒸發塑料廠不宜過高;

h) 膜料去潮,将待用的膜料密封放置在幹燥櫃中存放;

注意:有時候膜層的一些點子可能不是膜料點子,而是灰塵點,處理的方法與膜點不同,要要個區分判定。

三、 膜色差異

膜色差異有兩種,一種是整罩上中下膜色不一緻,及分光測試曲線有差異,一種是部分或單片膜色不一緻。

主要的原因有一下幾種:

a) 上中下膜色不一緻稱為整傘均勻性不好,也稱傘差,主要的原因是均勻修正闆有問題;

b) 傘型變型,也是膜色不均勻的原因之一,特别是使用很久的傘片,以往是均勻的,慢慢的變得不均勻了,傘片變型就是主要的原因了;

c) 膜料狀況的不一緻,特備是升華和半升華材料被打偏了,出現挖坑也會影響整罩的均勻性;

d) 溫度的變化,傘片中心到邊緣的溫差導緻膜料折射率不一樣,出現膜色不均勻;

e) 公轉不均勻,某區域在蒸鍍時,出現在蒸發源上方快速或慢速通過,造成區域内膜料多鍍或少鍍,導緻膜色不均勻;

f) 有手動熔料的情況是,每個人的操作手法不一樣,得到的料況也不一樣,熔料時間的長短也不一樣,

導緻膜色不均勻;

改善思路:改善修正擋闆、穩定溫度和轉速、控制膜料預熔狀态

改善對策

a) 調整修正版,盡量考慮高低折射率膜料的平衡兼容,如果有兩個蒸發源,可能的條件下,獨立使用各自的修正版,避免幹擾;

b) 條件允許的話,使用行星盤公轉方式;

c) 傘片定期整形,防止變形,做好傘片的維護報管理,防止擺放不當變形;

d) 改善膜料狀況,特别是電子槍蒸鍍升華、半升華膜料時,不能把膜料打塔或挖坑,考慮分層;

e) 能夠自動熔料的,盡量自動熔料,保證一緻性,減少人為因素;

修正版對物理膜厚的修正很有效,但是對折射率的修正就力不從心,所以完全靠修正版解決膜色或分光的均勻性是很困難的,如果一個修正版要對應兩把電子槍,以及多種膜料,就會有較大的困難,對于是由于基片的凸凹嚴重,與傘片的曲率差異較大,基片上部或下部法線與蒸發源構成的蒸發角差異較大,造成一片鏡片上部位接受膜料的條件差異大,形成的膜厚差異。另外鏡片被鍍膜套環邊緣擋光或套裝釋放氣體污染鏡片表面也會造成膜色不均。

改善思路:改善鏡片鍍膜的蒸發角度及治具清潔

改善對策

a) 條件許可,用行星治具;

b) 選用傘片平坦的設備;

c) 根據傘片孔的分布,鏡片形狀,制作專門的鋸齒形修正闆;

d) 如果可以,把蒸發源王真空室中間位置移動;

e) 改善治具的角度尺寸,防止遮擋;

f) 注意旋轉傘片架的相應部位對邊緣鏡片的部分遮擋;

g) 定期清潔治具套環;

h) 改善膜料蒸發狀況;

四、 膜髒(也稱亞克)

顧名思義,膜層有髒污,一般的膜髒發生在膜内或膜外,髒也可以包括灰塵點、白霧、油斑、指紋印、後水等。

改善思路:檢讨過程,杜絕污染。

改善對策

a) 送交清洗或清擦的鏡片不要有過多的不良附着物;

b) 加強鍍前鏡片的清潔度;

c) 改善上傘後待鍍鏡片存放區域的潔淨度,防止污染;

d) 養成上傘作業員的良好習慣,防止鏡片表面污染(指紋印、口水圈);

e) 縮短真空室防護闆的跟換周期;

f) 氧氣管道清潔,防止氣體充入時的污染;

g) 初始排氣放渦流,初始充氣放過沖;

h) 鏡片擺放環境控制,溫度濕度管理,不免搬運過程中接觸油污、水汽等;

1) 灰點髒

現象:鏡片膜層表面或内部有一些點子,有的可以擦拭掉,有的擦拭不掉,并且會産生點狀脫膜現象。

産生的原因:

a) 真空室髒,在開始抽真空時的空氣渦流将真空室底闆、防護闆的灰塵帶到鏡片上,形成灰塵層(膜内、不能擦除,會有點狀的脫膜);

b) 傘片或套環髒,有浮點灰塵,在離子束作用下附着到了鏡片上,形成灰點層,(膜内,不能擦除,會有點狀脫膜);

c) 鏡片上傘時就有灰塵點,上傘時沒有檢查挑選(膜内,不能擦除,會有點狀脫膜);

d) 鍍制完成後的環境污染是膜外灰點的主要原因,特備是當鏡片熱的時候,更加容易吸附灰塵,而且難以擦除(膜外);

e) 真空室充氣口環境差,開始充氣的氣量比較大,充氣過濾器髒,充氣時鏡片溫度高也是造成鏡片膜層中或外面灰點不良的原因(膜中或膜外);

f) 作業員人為帶來的灰塵污染(膜内外);

g) 工作環境灰塵多,條件許可,使用萬級以上無塵車間,使用潔淨工作台,定期打掃維護環境;

2) 膜外白霧

現象:鍍膜完成後,表面有一些淡淡的白霧,用丙酮或混合液擦拭,會有越擦拭越嚴重的想想,氧化铈擦拭,可以擦掉或減輕,稱為可擦拭亞克。膜外白霧的成因較為複雜,可能的原因有:

a) 膜結構問題,外層膜的柱狀結構松散,外層膜太粗糙;

b) 蒸發角過大,膜結構粗糙;

c) 溫差,鏡片出罩時内外溫差過大;

d) 潮氣,鏡片出罩後擺放的環境潮氣重;

e) 真空室内POLYCOLD解凍是水汽過重;

f) 蒸鍍中充氧不完全,膜結構不均勻;

g) 膜層時間的應力;

改善思路:膜外白霧成因很多,但各有特征,盡量對症下藥,主要思路是把膜的緻密性貨号一點和改善一下環境,減少吸附的現象。

改善對策

a) 改善膜系,外層加鍍SIO2,是膜層表面光滑,不易吸附,改善鏡片出罩是的環境(幹燥、清潔);

b) 降低出罩時的鏡片溫度(延長在真空室的冷卻時間)減少溫差,降低應力;

c) 改善充氧(加大),改善膜層結構;

d) 适當的降低速率,改善柱狀結構;

e) 鍍膜過程使用離子源輔助,改善膜結構;

f) 加上POLYDOLD解凍是的小充氣閥(其功能是及時帶走水汽),并注意解凍的是真空度;

g) 從蒸發源和夾具上想辦法,改善蒸發角度;

h) 改善鏡片表面的粗糙度;

3) 膜内白霧

現象:白霧形成在膜内,無法用擦拭方法去除。

可能的原因:

a) 基片髒,表面有附着前工程的殘留物;

b) 鏡片表面腐蝕污染;

c) 膜料與膜料時間、膜料與基片之間的匹配缺陷;

d) 氧化物膜料失養,氧量不夠;

e) 第一層氧化锆膜料,可能對某些基片産生白暈現象;

f) 基片進罩前(清洗後)受潮氣的污染;

g) 清洗或擦拭不良,清洗痕迹或擦拭痕迹;

h) 真空室髒,水汽過重;

i) 環境濕度大

改善思路:基片本身的問題可能是主要的,主要是外觀清潔問題,鍍膜盡量彌補,本身的可能性是膜料的匹配問題。

改善對策

a) 改進膜系,第一層不用ZRO2;

b) 盡量減少真空室開門時間,罩與罩之間在最短的時間内做好真空室清潔、鍍膜準備工作;

c) 真空室的更換防護闆、清潔後,最好能空抽真空烘烤一下,更換的防護闆等真空室部件必須幹燥、幹淨;

d) 改善環境,控制溫度、濕度;

e) 妥善保護進罩前在傘片上的鏡片,免受污染;

f) 改善清洗、擦拭效果;

g) 改善膜層匹配(考慮第一層使用AL2O3);

h) 改善膜充氧和蒸發速率(降低);

i) 加快前工程的流程,前工程對已加工面加強保護;

j) 抛光加工完成的光面,必須立即清潔幹淨,不能有抛光粉或其他雜質附着幹結;

五、 色斑

色斑(也稱膜色亞克、燒蝕)是指鏡片上的膜色局部變異(一般不規則),有膜内色斑(含膜層色斑)和膜外色斑二種。有時會出現規則的局部區域(如凹鏡片的中心或環狀區域等)膜色變異。

色斑産生的原因:

局部折射率變異,所謂膜色是薄膜光譜特性的反應,薄膜光譜分光特性的設計和大成是建立在一定折射率基片的基礎上,如果鏡片局部折射率改變,那麼所杜的膜層在局部的光譜分光特性也有變化,局部點的膜色就會變異,形成膜内色斑。鍍膜中和鍍膜後由于種種原因,是的膜層的局部紮蛇綠變異,形成膜層或膜外色斑。

膜外色斑一般較淺,可以用抛光粉或碳酸鈣擦拭掉。

分辨膜内膜層和膜外色斑有一個有效的手段是用抛光粉或碳酸鈣擦拭,膜内、膜層、膜外的色斑的處理對策是不同的,

膜内色斑産生來源:

基片上局部折射率改變大都是由于基片局部被腐蝕造成的,腐蝕層一般形成一層極薄的低折射率層。

a) 前道加工過程中工裝夾具、加工方法帶來的;

這個局部可能大,也可能小,還可能大部,由此可能會有大小不等的色斑,這種色斑有一個特征,色斑的形狀規則、部位一緻、界限分明。

b) 周轉、運輸、庫存産生;

有些鏡片材料本身化學特性差,如H-ZK9耐水、耐酸性很弱,在前加工過程中不可避免的會與水接觸,會與潮濕空氣接觸,形成腐蝕,如果前加工與鍍膜的周期長(超過5小時)就容易産生膜内色斑,如果是反射膜、紅外截止膜,這種腐蝕或污染不能用清洗或擦拭的方法去除,鍍膜後顯示的就是色斑。

c) 研磨抛光工程在鏡片表面完工後沒有及時的将表面處理幹淨;

鏡片抛光後表面有殘留的抛光粉,液等幹結在鏡片表面,對鏡片産生腐蝕或污染,這種腐蝕或污染不能用清洗或擦拭的方式去除,鍍膜後就顯示出色斑。

d) 研磨粉抛光所用抛光液的PH值匹配沒有受控,影響鏡片在研磨加工到鍍膜加工之間的化學穩定;

膜層和膜外色斑的産生來源

a) 鍍膜後,膜層的空隙中滲透了難以消除的雜質,改變了局部膜層的折射率,從而膜外形成了色斑;

b) 鍍膜過程中,有些高折射率基片的溫度過高,造成局部膜層(也有可能是膜層和基片的結合部)折射率變異,也會造成膜層色斑的産生;

c) 膜系匹配中,有的膜層太薄,結晶處于不穩定狀态,也有可能産生膜層色斑;

d) 膜系的膜料選擇與基片材料的匹配不好,也是膜層色斑的産生原因之一;

e) 機組的微涼返油,在鏡片或膜層中形成的局部的極薄的油斑,也是膜層色斑的産生原因,此類色斑出的膜強度一般較差;

膜内色斑改善對策

a) 加快研磨抛光到鍍膜的周期,減少鏡片被污染腐蝕的幾率,注意:是鏡片的全部抛光面;

b) 抛光加工中,注意對另一面的保護;

c) 注意抛光加工中的工裝、夾具、加工方法,以免造成對鏡片表面的局部腐蝕傷害;

d) 抛光加工完成的表面,必須立即清潔幹淨,不能有抛光粉或其他的雜質附着幹結;

e) 控制抛光研磨液的PH值;

f) 鍍膜前用抛光粉(氧化铈、氧化鐵)或碳酸鈣(甘油或水調和)對鏡片進行表面處理,并及時的清潔而幹淨;

g) 加強鍍前離子轟擊清潔;

h) 對于可見光區域減反膜,在滿足技術要求的前提下設計制作成單峰型,反射程淡綠色,用此方法掩蓋色斑;

i) 對于化學性能較好的鏡片,在清洗前先用退膜液或稀酸液浸泡去除腐蝕層;

j) 選擇合适的膜層匹配對色斑改善也有幫助;

k) 提高合适的鍍膜溫度,加快水汽的徹底揮發(但可能會有膜層色斑産生,要根據具體情況分析對策);

l) 第一層鍍上AL2O3膜層一般會有好的改善效果;

膜層、膜外色斑改善對策:

a) 對于減反膜,設計條件許可時,外層加鍍SIO2,10nm左右即可,使外層趨于光滑、緻密,減少有害有

害物質的侵蝕(如果鍍後離子源轟擊,SIO2層會粗糙);

b) 适當降低蒸發速率,提高膜層光滑度,減少吸附;

c) 鏡片在出罩後,待冷卻後再下傘和擦拭;

d) 鏡片在出罩後,放置在潔淨幹燥的場合冷卻,減少污染可能;

e) 用碳酸鈣粉,輕擦去除外層附着物;

f) 改善工作環境的濕度和溫度;

g) 改善充氣口附近的環境,使充入的大氣幹燥、潔淨;

h) 工作人員的個人衛生(口罩、服裝、手套、指套)改善;

i) 檢讨真空返油情況,防止返油,有條件最好分子泵或冷泵;

j) 适當降低基片溫度,(不能影響膜強度);

k) 改善膜系,取消太薄的膜層,根據硝材特性,選擇合适的膜層材料;

六、 光譜特性

光學薄膜産品中,光譜特性不良(分光不良)是一個常見的問題,光譜特性不良指的是分光反射(透射)曲線不能滿足零件産品技術要求,是功能性的不良,生産制造中必須嚴格監控。造成光譜特性不良的原因有很多,

主要的有:

a) 膜系設計,設計時的厚度、折射率允差太小,試制是的分光曲線在技術要求的邊緣,制造中稍有偏差就導緻分光不良;

b) 設計的膜料折射率與實際的折射率有差異,或發生了變異;

c) 實鍍的中心波長(膜厚)與希望達到的中心波長(膜厚)有差異,或發生了變異,(TOOLING值,也叫F值有了偏差);

d) 鍍制中出了差錯,如:膜料用錯、程序用錯、預熔時沒關擋闆等;

e) 工藝條件改變,真空度、充氧量、加熱溫度、蒸發速率、基片旋轉速度、離子輔助條件等;

f) 材料變更,如不同廠家生産的同種光學材料(基片材料和膜料),在光學性能化學性能有所不同(有事同廠家不同批次的也有差異),生産過程中(特别是大批量生産)材料突然變更(未做論證),就可能造成分光不良;

g) 用于檢測分光的比較片表面特性變異,造成分光檢測不良,這是一個常見的問題點,而别是搞折射率的測試片,表面稍有污染,就會在表面形成一層減反膜,相當于改變了材料的折射率,造成光譜變異;

h) 機組工藝穩定性差,(抽速不穩、機組震動大、測試片晶振片抖動、旋轉不穩、傘變形、溫度測量誤差、加熱功率不穩定等);

i) 如果使用晶振控制膜厚,晶振片的品質、使用壽命、活性值得變化,同一片晶振片,在使用一段時間有了厚度以後,敏感度會有一些差異,也會帶來光譜的漂移;

j) 晶振探頭的水冷差,造成晶控不穩定,不可靠,厚度控制不準确;

k) 剛鍍完以後測試和放置一段時間的測試,分光特性也會有一定的差異;

l) 有些膜料的折射率在成膜後會有變化(與成膜條件、膜層匹配有關),會造成光譜儀特性的變化;

m) 鏡片折射率變異,有些基片材料,在經過超聲波清洗以後表面形成一極薄的低折射率層,對分光特性、膜色造成影響;

n) 采用光控時(非自動控制),光亮值設置的不合适,或因為膜料折射率變化使得設置的光量有了偏差,帶來分光特性的偏差或不穩定;

o) 光控中的監控片本身有了腐蝕層,影響了光控的走值;

p) 光控中的光信号不穩定,(電壓波動、接觸不良、電子元器件問題等)影響精度和穩定性;

q) 光控中,有的膜層比較薄(特别是底層比較薄時)不到一個峰值,帶來光控的不準确性;

r) 非自動的光控,認為判定時誤差;

改善對策

a) 設計膜系:膜系設計中選用膜料的折射率應與使用的膜料使用幾台吻合,設計時盡量考慮厚度與折射率允差(各層的厚度及折射率允差1%-2%)特别是敏感層,控制厚度與實際測試厚度的TOOLING值,要準确,并經常确認調整,設計的技術要求必須高于圖紙提出的技術要求,設計時考慮基片變異層折

射率變化帶來的影響,考慮膜料的折射率及膜料之間與基片時間的匹配;

b) 工作現場左右的膜料、光控片、晶振片、硝材的生産廠家、型号一旦确認,不能經常變更,必須變更的必須多次試驗,穩定才能使用。

c) 杜絕、避免低級錯誤的發生(多指人為);

d) 加強每罩鏡片的分光測試監控,設置警戒分光曲線,及時調整膜系,維護穩定性;

e) 測試計較片加強管理,确保每次使用的比較片表面無污染、腐蝕,使用前最好對計較片進行反射率檢測,判定是否可用;

f) 鏡片的分光檢測要在鏡片徹底冷卻以後進行,減少冷熱狀态下的差異,确保統一狀态檢測;

g) 掌握晶振片敏感變化的規律,及時修正控制數據,晶振片在使用若幹罩後的敏感度有差異,芯片的聲阻抗值會有微小的變化,有些晶控儀(如IC5)可以設置自動修正,而大部分晶控儀沒有自動修正聲阻抗值得功能,掌握了晶振片敏感度的規律,可以在膜厚儀上設置矯正;

h) 改善晶控探頭的冷卻效果,晶振片在溫度大于50℃時,測量誤差較大;

i) 采用離子輔助鍍膜的工藝,可以提高成膜分光特性的穩定性;

j) 檢讨該膜系在設備的光控實用性;

k) 檢讨是否有人為因素的影響;

l) 經常檢查光控的光路、信号、測試片等;

m) 設計适用于光控的膜系;

七、 光譜分光不良的補救(補色)

分光不良分為兩種情況,一是全部膜系鍍制完成後,經檢測分光不良,此類不良主要按第六結所述的方法處理,一般減反膜難以補救,但是對于高反膜,帶通濾光膜等可以通過夾層的方法補救。二是鍍制中途中斷(包括發現錯誤中斷),造成的分光不良,一般都可以通過後續努力補救,補救方法正确,成功率還是比較高的。

中斷的原因有多種;

a) 停電

b) 機器故障

c) 人為中斷(發現錯誤,疑問中斷)

中斷後信息:

a) 知道鍍到第幾層,已鍍各層的膜厚;

b) 知道鍍到第幾層,最後一層膜的膜厚不确定;

c) 不知道鍍了多少;

補救處理:

A. 對于a種情況,比較好處理,隻要确認前面鍍的沒錯,程序沒有用錯,就可以繼續原來的程序,要注意的是,如果某一層鍍了一部分繼續鍍下去時,交接處要減少一些膜厚(根據膜料蒸發速率決定減少多少,一般是0.2-1nm左右),如果該層剩下的膜厚已不足15-20秒蒸鍍時,要考慮降低蒸發速率或幹脆不鍍,通過後續調整後面的膜厚決絕;

B. 對于b、c情況的處理比較複雜一些,需要通過模拟核對,根據已經鍍的鏡片或測試片,實測分光數據,輸入計算機膜系設計程序的優化目标值,再根據已經掌握的膜系信息輸入,采用倒推法逐層優化,

模拟出實際鍍制的膜系數據;

C. 其它情況的處理,對于用錯程序,錯誤操作等人為的問題,以及反光膜、濾光膜鍍後需要補救的情況處理,首先将實測的分光數據輸入計算機,通過模拟優化,調整出補救厚度;

補救的過程比較繁瑣,需要通過模拟、實驗、再模拟、再實驗的過程,是否需要看産品的價值,盲目補救

有時候會得不償失。

八、 破邊、炸裂不良

一般的鍍膜會對鏡片加熱,由于鏡片是狀态金屬圈内的,由于治具與鏡片的熱膨脹系數不一緻,冷卻過程中會造成鏡片的破邊和炸裂,有些大鏡片,由于出罩是的溫度較高,與室溫的溫差較大,鏡片的熱應力作用造成鏡片炸裂或破邊,有些零件邊緣倒邊的形狀容易造成與治具卡邊破裂。

改善對策:

a) 治具的設計,在尺寸配合上要合理,充分考慮制造誤差帶來的影響;

b) 注意治具的變形,已經變形的是不能用的;

c) 選用合适的治具材料,(非導磁材料、不生鏽、耐高溫不變形),不鏽鋼較為理想(熱變形系數小), 就是加工難度大,價格貴;

d) 對于大鏡片應降低出罩是的溫度,減少溫差,防止炸裂;

e) 也可以考慮治具開槽或切斷,增加柔韌性,有較大的緩沖,但是治具壽命會減少很多;

f) 考慮不同直徑及厚度的鏡片與治具的間隙,普通的0.04-0.08mm,大直徑的0.1-0.2mm不等;

九、 劃痕(膜傷)

劃痕是指膜表面有道子,膜内的稱劃痕,膜外的稱膜傷,這也是鍍膜品質改善中的一個頑疾,雖然很清楚産生的原因和改善的方法,但是難以根治。

産生的原因

a) 前工程外觀不良殘留,有些劃痕在鍍膜前不容易發現,前工程檢驗和鍍前上傘檢查都不容易發現,而鍍後會将劃痕顯現;

b) 各操作過程中的作業過失造成鏡片劃痕;

c) 鏡片擺放太密,搬運過程中造成相互磕碰形成劃痕;

d) 鏡片擺放器具、包裝材料造成鏡片表面擦傷;

e) 超聲波清洗造成的傷痕和清擦造成的傷痕;

f) 下治具時鏡片與治具的碰撞造成的傷痕;

改善思路:檢讨各作業過程和相關工藝流程及器具的材料,消除劃痕的膜傷。

改善對策

a) 檢查作業規範,糾正作業方法;

b) 記錄錯誤過失清單,定期宣導督查,避免習慣過失;

c) 改善鏡片擺放間隔,改善鏡片放置接觸環境及包裝材料;

d) 改善鏡片流轉方式,改善鏡片拿取動作及方式,作業員工作時原則,先近後遠;

e) 改善工藝,調整合适的清洗工藝參數,定期檢查清擦輔耗潔淨度,改善鍍前工作環境,定期檢測工作環境落塵量,定期清潔工作台過濾網;

f) 加強前工程檢驗和檢查力度,條件允許可制作外觀限度樣闆,定期組織檢驗員觀察學習,統一檢驗判定标準;

g) 總結傷痕判定方式,改善檢驗判定環境,必要時采用強光燈檢驗,但是不能在次環境下判定;

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