真空镀膜到底有哪些方面的知识要了解?如何从整体认识到真空镀膜?相信很多小白还不是很了解,为此小编特意整理了以下关于真空镀膜产品中常见的不良现象以及其产生的原因、改善方式进行分析,供大家阅读。


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真空镀膜产品常见不良分析

真空镀膜原理与技术(真空镀膜产品常见不良分析及改善对策)(1)

一、 膜强度

膜强度是镜片在镀膜的一项重要指标,也是镀膜工序最常见的不良。膜强度的不良(膜弱)主要表现为:

1) 擦拭或用专用的胶带拉撕,产生成片的脱落;

2) 擦拭或用专用的胶带拉撕,产生点状的脱落;

3) 水煮15分钟后用专用的胶带拉撕产生点状或片状的脱落;

4) 用专用橡皮头、1KG力摩擦40次,有道子产生;

5) 膜层擦拭或未擦拭出现龟裂、网状细道子。

改善思路:基片与膜层的结合是首要考虑的,其次是膜表面硬度光滑度以及膜应力的因素。

膜强度不良的产生原因及对策;

真空镀膜原理与技术(真空镀膜产品常见不良分析及改善对策)(2)

1) 基片与膜层的结合;

一般情况,在减反膜中,这是膜弱的主要原因,由于基片表面在光学领加工及清洗过程中不可避免地会有以下有害杂质附着在表面伤,而基片的表面由于光学冷加工的作用,总有一些破坏层,深入破坏曾的杂质(如水汽、油气、清洗液、擦拭液、抛光粉等,其中水汽为主),很难以用一般的方法去除干净,特别对于亲水性好的材料,吸附力强的基片尤其如此,当膜料分子堆积在这些杂质上面时,就影响了膜层的附着,也就影响了膜强度。此外,如果基片的亲水性差、吸附力差,对膜层的吸附差,同样会影响膜强度。

硝材化学稳定性差,基片在前加工过程中流转过程中,表面已经受到腐蚀,形成了腐蚀层或水解层(也许是局部的、极薄的)。膜层镀在腐蚀层或水解层上其吸附就差,膜牢固度会受到影响。基片表面有脏污、油斑、灰点、口水等,局部膜层附着不良,造成局部膜牢固度不良。

改善对策:

a) 加强去油去污处理,如果是超声波清洗,应重点考虑去油功能,并保证去油溶液的有效性,如若是手擦,可考虑先用碳酸钙粉擦拭后再清擦;

b) 加强镀前烘烤,条件许可,基片温度能达到300℃以上最好,恒温20分钟以上,尽可能使基片表面的水汽、油气挥发。温度过高时基片的附着力变大,同时也容易吸附灰尘,因此需要提高真空室清洁度,真空室基片上的水汽化学解析温度在260℃以上。不是所有的零件都需要高温烘烤,有的硝材温度高了反而膜强度不高,还会有色斑产生,这与应力及材料热匹配有较大的关系;

c) 设备机组安装冷凝机(POLYCOLD),可以提高机组抽真空的能力的同时帮助去除水汽、油气;

d) 设备安装离子源,镀前轰击,清洁基片表面,镀膜过程辅助更有利于提高膜层密度;

e) 镀膜辅耗去潮湿,膜料可以存放特制的干燥柜或真空干燥柜中;

f) 保持工作区域环境干燥,清洁环境时不能有太多的水,环境保持恒温恒湿状态;

g) 薄膜设计是考虑第一层膜与基片的匹配,尽可能的使用与基片吸附力强的膜料,例如:增透膜使用 AL2O3、金属膜使用CR或CR合金;

h) 镀前采取研磨液(抛光液)重复手动擦拭抛光,去除表面的腐蚀层和水解层;

i) 增透膜可以适当的降低蒸发速率,提高膜层光洁度,金属膜提高速率,或者提高设备的真空度,对于基片到蒸发源大于1米以上的镀膜机,蒸镀开始真空度应高于3*10-3Pa,镀膜机越大,蒸镀开启真空越高越好;

2) 膜层应力;

薄膜的成膜过程,是一个物质形态转变的过程,不可避免的在成膜后的膜层中会有应力的存在,对于多层膜来说有不同的膜料组合,各膜层体现出的应力是有所不同的,有的是张应力,有的是压应力,还有膜层及基片的热应力。应力的存在对膜强度是有害的,轻者是膜层耐不住摩擦,重者造成膜层的龟裂或网状细道子。对于减反膜,由于层数不多,应力一般体现不明显,但是有些硝材的镜片即便是减反膜也有应力问题存在,而膜层较多的高反膜、滤光片、应力是一个常见的不良因素,应特别注意。

改善对策:

a) 镀后烘烤,最后一层膜镀完后,烘烤不要马上停止,延续10分钟“回火”。让膜层结构趋于稳定。

b) 降温时间适当延长,退货失效,减少由于真空室外温差过大带来的热效应。

c) 对于高反膜、滤光膜等在蒸镀过程中,基片温度不宜过高,高温易产生热应力,并且对氧化钛、氧化钽等膜料的光学稳定性有负面作用。

d) 镀膜过程离子辅助,减少应力。

e) 选择合适的膜系匹配,第一层膜料与基片的匹配

f) 适当的减小蒸发速率。

g) 对氧化物膜料全部充氧反应膜,根据不同膜料控制氧气量。

真空镀膜原理与技术(真空镀膜产品常见不良分析及改善对策)(3)

3) 外层膜表面硬度

减反膜一般完成选用MGF2,改膜层剖面时较松散的柱状结构,表面硬度不好,容易擦拭出道子。

a) 膜系设计是允许外层加10nm左右的SIO2层,二氧化硅的表面光滑度优于氟化镁,但是二氧化硅的表面耐磨度、硬度不如氟化镁,镀后离子轰击几分钟,牢固度效果会更好,但是表面会变粗糙。

b) 镜片出真空室后,放置在较干燥洁净的地方,防止快速吸潮,表面硬度降低。

4) 其它

造成膜强度不良的原因有真空度过低、真空室脏、基片加热不到位,辅助气体充入时,膜料也在放气,致使真空度降低,使分子自由程减少,膜层不牢,所以辅助气体的充入要考虑膜料的放气,镀膜前对膜料进行充分的预熔充分的放气,也可以避免由于蒸镀中膜料放气赵成的真空度下降,从而影响膜强度。

真空镀膜原理与技术(真空镀膜产品常见不良分析及改善对策)(4)

5) 脱膜

这里的脱膜虽然也是膜弱的一种,但与前述的脱膜有一些区别,主要特征为:点状脱膜、边缘脱膜局部脱膜。主要的原因是膜内有脏污或污染物所造成。

改善方法,提高基片的清洁度,使用合适的检查环境。

二、 膜料点:

膜料点不良也是镀膜产品的一个常见的问题,在日企、台企把膜料点称为“斑孔”,顾名思义,膜料点就是在蒸镀中有大颗粒的膜料点子随着膜料蒸发一起蒸镀到了基片的表面,在基片 表面形成点的凸起,有时候是个别的,有时候是成片的细点,大颗粒点甚至可以打伤到基片表面。各种膜料的蒸发特点是不一样的,特别是熔点温度和蒸发温度有很大差异的时候,几种特点分别是:

a) 熔点温度大于蒸发温度的材料,由固态直接气化蒸发,是升华材料;

b) 熔点温度小于蒸发温度的材料,由固态先化成液态尔后在转化成气态蒸发,是非升华材料;

c) 熔点温度与蒸发温度相当的材料,由固态到气态蒸发,边融化边蒸发,是半升华材料;

其中非升华材料最容易产生膜点,因为液态的哦聊继续加热会沸腾,沸腾中膜料中的气泡溢出,飞溅膜料点的可能性加大,有时在材料预熔的时候就会有很大的飞溅。膜料受潮,预熔或蒸镀时水汽溢出,也会造成飞溅,产生膜点,下表是几种常用的膜料的升华特点。

材料名称 熔点温度 蒸发温度 飞溅可能 备注

ZNS 1900 1100 极小

SIO2 1700 1600 很小

AL2O3 2020 2100 小

ZRO2 2715 2700 小

TIO2 1850 2000 大

TA2O5 1800 2100 较大

MGF2 1266 1540 大

膜料不纯、膜料参杂,既膜料中有了熔点温度、蒸发温度不一致的材料,这也是膜料点产生的原因。

改善思路:选用好的膜料,充分预熔,控制速率

改善对策

a) 选择杂质少的膜料;

b) 对易飞溅的膜料选择颗粒合适的膜料;

c) 膜料在镀前使用网筛筛选一下;

d) 精心预熔,MGF2务必熔透一次蒸镀所需的膜料,而TA2O5和TIO2必须彻底熔透;

e) 用一把电子枪镀制几种膜料时,防止坩埚转动中膜料掺杂及挡板掉灰造成膜料污染,一旦发现坩埚有污染,必须立刻更换;

f) 尽最大可能的是蒸发舟、坩埚清洁干净、干燥;

g) 选择合适的蒸发速率,控制挡板开启时阻尼的幅度,特别是非升华材料,蒸发塑料厂不宜过高;

h) 膜料去潮,将待用的膜料密封放置在干燥柜中存放;

注意:有时候膜层的一些点子可能不是膜料点子,而是灰尘点,处理的方法与膜点不同,要要个区分判定。

三、 膜色差异

膜色差异有两种,一种是整罩上中下膜色不一致,及分光测试曲线有差异,一种是部分或单片膜色不一致。

主要的原因有一下几种:

a) 上中下膜色不一致称为整伞均匀性不好,也称伞差,主要的原因是均匀修正板有问题;

b) 伞型变型,也是膜色不均匀的原因之一,特别是使用很久的伞片,以往是均匀的,慢慢的变得不均匀了,伞片变型就是主要的原因了;

c) 膜料状况的不一致,特备是升华和半升华材料被打偏了,出现挖坑也会影响整罩的均匀性;

d) 温度的变化,伞片中心到边缘的温差导致膜料折射率不一样,出现膜色不均匀;

e) 公转不均匀,某区域在蒸镀时,出现在蒸发源上方快速或慢速通过,造成区域内膜料多镀或少镀,导致膜色不均匀;

f) 有手动熔料的情况是,每个人的操作手法不一样,得到的料况也不一样,熔料时间的长短也不一样,

导致膜色不均匀;

改善思路:改善修正挡板、稳定温度和转速、控制膜料预熔状态

改善对策

a) 调整修正版,尽量考虑高低折射率膜料的平衡兼容,如果有两个蒸发源,可能的条件下,独立使用各自的修正版,避免干扰;

b) 条件允许的话,使用行星盘公转方式;

c) 伞片定期整形,防止变形,做好伞片的维护报管理,防止摆放不当变形;

d) 改善膜料状况,特别是电子枪蒸镀升华、半升华膜料时,不能把膜料打塔或挖坑,考虑分层;

e) 能够自动熔料的,尽量自动熔料,保证一致性,减少人为因素;

修正版对物理膜厚的修正很有效,但是对折射率的修正就力不从心,所以完全靠修正版解决膜色或分光的均匀性是很困难的,如果一个修正版要对应两把电子枪,以及多种膜料,就会有较大的困难,对于是由于基片的凸凹严重,与伞片的曲率差异较大,基片上部或下部法线与蒸发源构成的蒸发角差异较大,造成一片镜片上部位接受膜料的条件差异大,形成的膜厚差异。另外镜片被镀膜套环边缘挡光或套装释放气体污染镜片表面也会造成膜色不均。

改善思路:改善镜片镀膜的蒸发角度及治具清洁

改善对策

a) 条件许可,用行星治具;

b) 选用伞片平坦的设备;

c) 根据伞片孔的分布,镜片形状,制作专门的锯齿形修正板;

d) 如果可以,把蒸发源王真空室中间位置移动;

e) 改善治具的角度尺寸,防止遮挡;

f) 注意旋转伞片架的相应部位对边缘镜片的部分遮挡;

g) 定期清洁治具套环;

h) 改善膜料蒸发状况;

四、 膜脏(也称亚克)

顾名思义,膜层有脏污,一般的膜脏发生在膜内或膜外,脏也可以包括灰尘点、白雾、油斑、指纹印、后水等。

改善思路:检讨过程,杜绝污染。

改善对策

a) 送交清洗或清擦的镜片不要有过多的不良附着物;

b) 加强镀前镜片的清洁度;

c) 改善上伞后待镀镜片存放区域的洁净度,防止污染;

d) 养成上伞作业员的良好习惯,防止镜片表面污染(指纹印、口水圈);

e) 缩短真空室防护板的跟换周期;

f) 氧气管道清洁,防止气体充入时的污染;

g) 初始排气放涡流,初始充气放过冲;

h) 镜片摆放环境控制,温度湿度管理,不免搬运过程中接触油污、水汽等;

1) 灰点脏

现象:镜片膜层表面或内部有一些点子,有的可以擦拭掉,有的擦拭不掉,并且会产生点状脱膜现象。

产生的原因:

a) 真空室脏,在开始抽真空时的空气涡流将真空室底板、防护板的灰尘带到镜片上,形成灰尘层(膜内、不能擦除,会有点状的脱膜);

b) 伞片或套环脏,有浮点灰尘,在离子束作用下附着到了镜片上,形成灰点层,(膜内,不能擦除,会有点状脱膜);

c) 镜片上伞时就有灰尘点,上伞时没有检查挑选(膜内,不能擦除,会有点状脱膜);

d) 镀制完成后的环境污染是膜外灰点的主要原因,特备是当镜片热的时候,更加容易吸附灰尘,而且难以擦除(膜外);

e) 真空室充气口环境差,开始充气的气量比较大,充气过滤器脏,充气时镜片温度高也是造成镜片膜层中或外面灰点不良的原因(膜中或膜外);

f) 作业员人为带来的灰尘污染(膜内外);

g) 工作环境灰尘多,条件许可,使用万级以上无尘车间,使用洁净工作台,定期打扫维护环境;

2) 膜外白雾

现象:镀膜完成后,表面有一些淡淡的白雾,用丙酮或混合液擦拭,会有越擦拭越严重的想想,氧化铈擦拭,可以擦掉或减轻,称为可擦拭亚克。膜外白雾的成因较为复杂,可能的原因有:

a) 膜结构问题,外层膜的柱状结构松散,外层膜太粗糙;

b) 蒸发角过大,膜结构粗糙;

c) 温差,镜片出罩时内外温差过大;

d) 潮气,镜片出罩后摆放的环境潮气重;

e) 真空室内POLYCOLD解冻是水汽过重;

f) 蒸镀中充氧不完全,膜结构不均匀;

g) 膜层时间的应力;

改善思路:膜外白雾成因很多,但各有特征,尽量对症下药,主要思路是把膜的致密性货号一点和改善一下环境,减少吸附的现象。

改善对策

a) 改善膜系,外层加镀SIO2,是膜层表面光滑,不易吸附,改善镜片出罩是的环境(干燥、清洁);

b) 降低出罩时的镜片温度(延长在真空室的冷却时间)减少温差,降低应力;

c) 改善充氧(加大),改善膜层结构;

d) 适当的降低速率,改善柱状结构;

e) 镀膜过程使用离子源辅助,改善膜结构;

f) 加上POLYDOLD解冻是的小充气阀(其功能是及时带走水汽),并注意解冻的是真空度;

g) 从蒸发源和夹具上想办法,改善蒸发角度;

h) 改善镜片表面的粗糙度;

3) 膜内白雾

现象:白雾形成在膜内,无法用擦拭方法去除。

可能的原因:

a) 基片脏,表面有附着前工程的残留物;

b) 镜片表面腐蚀污染;

c) 膜料与膜料时间、膜料与基片之间的匹配缺陷;

d) 氧化物膜料失养,氧量不够;

e) 第一层氧化锆膜料,可能对某些基片产生白晕现象;

f) 基片进罩前(清洗后)受潮气的污染;

g) 清洗或擦拭不良,清洗痕迹或擦拭痕迹;

h) 真空室脏,水汽过重;

i) 环境湿度大

改善思路:基片本身的问题可能是主要的,主要是外观清洁问题,镀膜尽量弥补,本身的可能性是膜料的匹配问题。

改善对策

a) 改进膜系,第一层不用ZRO2;

b) 尽量减少真空室开门时间,罩与罩之间在最短的时间内做好真空室清洁、镀膜准备工作;

c) 真空室的更换防护板、清洁后,最好能空抽真空烘烤一下,更换的防护板等真空室部件必须干燥、干净;

d) 改善环境,控制温度、湿度;

e) 妥善保护进罩前在伞片上的镜片,免受污染;

f) 改善清洗、擦拭效果;

g) 改善膜层匹配(考虑第一层使用AL2O3);

h) 改善膜充氧和蒸发速率(降低);

i) 加快前工程的流程,前工程对已加工面加强保护;

j) 抛光加工完成的光面,必须立即清洁干净,不能有抛光粉或其他杂质附着干结;

五、 色斑

色斑(也称膜色亚克、烧蚀)是指镜片上的膜色局部变异(一般不规则),有膜内色斑(含膜层色斑)和膜外色斑二种。有时会出现规则的局部区域(如凹镜片的中心或环状区域等)膜色变异。

色斑产生的原因:

局部折射率变异,所谓膜色是薄膜光谱特性的反应,薄膜光谱分光特性的设计和大成是建立在一定折射率基片的基础上,如果镜片局部折射率改变,那么所杜的膜层在局部的光谱分光特性也有变化,局部点的膜色就会变异,形成膜内色斑。镀膜中和镀膜后由于种种原因,是的膜层的局部扎蛇绿变异,形成膜层或膜外色斑。

膜外色斑一般较浅,可以用抛光粉或碳酸钙擦拭掉。

分辨膜内膜层和膜外色斑有一个有效的手段是用抛光粉或碳酸钙擦拭,膜内、膜层、膜外的色斑的处理对策是不同的,

膜内色斑产生来源:

基片上局部折射率改变大都是由于基片局部被腐蚀造成的,腐蚀层一般形成一层极薄的低折射率层。

a) 前道加工过程中工装夹具、加工方法带来的;

这个局部可能大,也可能小,还可能大部,由此可能会有大小不等的色斑,这种色斑有一个特征,色斑的形状规则、部位一致、界限分明。

b) 周转、运输、库存产生;

有些镜片材料本身化学特性差,如H-ZK9耐水、耐酸性很弱,在前加工过程中不可避免的会与水接触,会与潮湿空气接触,形成腐蚀,如果前加工与镀膜的周期长(超过5小时)就容易产生膜内色斑,如果是反射膜、红外截止膜,这种腐蚀或污染不能用清洗或擦拭的方法去除,镀膜后显示的就是色斑。

c) 研磨抛光工程在镜片表面完工后没有及时的将表面处理干净;

镜片抛光后表面有残留的抛光粉,液等干结在镜片表面,对镜片产生腐蚀或污染,这种腐蚀或污染不能用清洗或擦拭的方式去除,镀膜后就显示出色斑。

d) 研磨粉抛光所用抛光液的PH值匹配没有受控,影响镜片在研磨加工到镀膜加工之间的化学稳定;

膜层和膜外色斑的产生来源

a) 镀膜后,膜层的空隙中渗透了难以消除的杂质,改变了局部膜层的折射率,从而膜外形成了色斑;

b) 镀膜过程中,有些高折射率基片的温度过高,造成局部膜层(也有可能是膜层和基片的结合部)折射率变异,也会造成膜层色斑的产生;

c) 膜系匹配中,有的膜层太薄,结晶处于不稳定状态,也有可能产生膜层色斑;

d) 膜系的膜料选择与基片材料的匹配不好,也是膜层色斑的产生原因之一;

e) 机组的微凉返油,在镜片或膜层中形成的局部的极薄的油斑,也是膜层色斑的产生原因,此类色斑出的膜强度一般较差;

膜内色斑改善对策

a) 加快研磨抛光到镀膜的周期,减少镜片被污染腐蚀的几率,注意:是镜片的全部抛光面;

b) 抛光加工中,注意对另一面的保护;

c) 注意抛光加工中的工装、夹具、加工方法,以免造成对镜片表面的局部腐蚀伤害;

d) 抛光加工完成的表面,必须立即清洁干净,不能有抛光粉或其他的杂质附着干结;

e) 控制抛光研磨液的PH值;

f) 镀膜前用抛光粉(氧化铈、氧化铁)或碳酸钙(甘油或水调和)对镜片进行表面处理,并及时的清洁而干净;

g) 加强镀前离子轰击清洁;

h) 对于可见光区域减反膜,在满足技术要求的前提下设计制作成单峰型,反射程淡绿色,用此方法掩盖色斑;

i) 对于化学性能较好的镜片,在清洗前先用退膜液或稀酸液浸泡去除腐蚀层;

j) 选择合适的膜层匹配对色斑改善也有帮助;

k) 提高合适的镀膜温度,加快水汽的彻底挥发(但可能会有膜层色斑产生,要根据具体情况分析对策);

l) 第一层镀上AL2O3膜层一般会有好的改善效果;

膜层、膜外色斑改善对策:

a) 对于减反膜,设计条件许可时,外层加镀SIO2,10nm左右即可,使外层趋于光滑、致密,减少有害有

害物质的侵蚀(如果镀后离子源轰击,SIO2层会粗糙);

b) 适当降低蒸发速率,提高膜层光滑度,减少吸附;

c) 镜片在出罩后,待冷却后再下伞和擦拭;

d) 镜片在出罩后,放置在洁净干燥的场合冷却,减少污染可能;

e) 用碳酸钙粉,轻擦去除外层附着物;

f) 改善工作环境的湿度和温度;

g) 改善充气口附近的环境,使充入的大气干燥、洁净;

h) 工作人员的个人卫生(口罩、服装、手套、指套)改善;

i) 检讨真空返油情况,防止返油,有条件最好分子泵或冷泵;

j) 适当降低基片温度,(不能影响膜强度);

k) 改善膜系,取消太薄的膜层,根据硝材特性,选择合适的膜层材料;

六、 光谱特性

光学薄膜产品中,光谱特性不良(分光不良)是一个常见的问题,光谱特性不良指的是分光反射(透射)曲线不能满足零件产品技术要求,是功能性的不良,生产制造中必须严格监控。造成光谱特性不良的原因有很多,

主要的有:

a) 膜系设计,设计时的厚度、折射率允差太小,试制是的分光曲线在技术要求的边缘,制造中稍有偏差就导致分光不良;

b) 设计的膜料折射率与实际的折射率有差异,或发生了变异;

c) 实镀的中心波长(膜厚)与希望达到的中心波长(膜厚)有差异,或发生了变异,(TOOLING值,也叫F值有了偏差);

d) 镀制中出了差错,如:膜料用错、程序用错、预熔时没关挡板等;

e) 工艺条件改变,真空度、充氧量、加热温度、蒸发速率、基片旋转速度、离子辅助条件等;

f) 材料变更,如不同厂家生产的同种光学材料(基片材料和膜料),在光学性能化学性能有所不同(有事同厂家不同批次的也有差异),生产过程中(特别是大批量生产)材料突然变更(未做论证),就可能造成分光不良;

g) 用于检测分光的比较片表面特性变异,造成分光检测不良,这是一个常见的问题点,而别是搞折射率的测试片,表面稍有污染,就会在表面形成一层减反膜,相当于改变了材料的折射率,造成光谱变异;

h) 机组工艺稳定性差,(抽速不稳、机组震动大、测试片晶振片抖动、旋转不稳、伞变形、温度测量误差、加热功率不稳定等);

i) 如果使用晶振控制膜厚,晶振片的品质、使用寿命、活性值得变化,同一片晶振片,在使用一段时间有了厚度以后,敏感度会有一些差异,也会带来光谱的漂移;

j) 晶振探头的水冷差,造成晶控不稳定,不可靠,厚度控制不准确;

k) 刚镀完以后测试和放置一段时间的测试,分光特性也会有一定的差异;

l) 有些膜料的折射率在成膜后会有变化(与成膜条件、膜层匹配有关),会造成光谱仪特性的变化;

m) 镜片折射率变异,有些基片材料,在经过超声波清洗以后表面形成一极薄的低折射率层,对分光特性、膜色造成影响;

n) 采用光控时(非自动控制),光亮值设置的不合适,或因为膜料折射率变化使得设置的光量有了偏差,带来分光特性的偏差或不稳定;

o) 光控中的监控片本身有了腐蚀层,影响了光控的走值;

p) 光控中的光信号不稳定,(电压波动、接触不良、电子元器件问题等)影响精度和稳定性;

q) 光控中,有的膜层比较薄(特别是底层比较薄时)不到一个峰值,带来光控的不准确性;

r) 非自动的光控,认为判定时误差;

改善对策

a) 设计膜系:膜系设计中选用膜料的折射率应与使用的膜料使用几台吻合,设计时尽量考虑厚度与折射率允差(各层的厚度及折射率允差1%-2%)特别是敏感层,控制厚度与实际测试厚度的TOOLING值,要准确,并经常确认调整,设计的技术要求必须高于图纸提出的技术要求,设计时考虑基片变异层折

射率变化带来的影响,考虑膜料的折射率及膜料之间与基片时间的匹配;

b) 工作现场左右的膜料、光控片、晶振片、硝材的生产厂家、型号一旦确认,不能经常变更,必须变更的必须多次试验,稳定才能使用。

c) 杜绝、避免低级错误的发生(多指人为);

d) 加强每罩镜片的分光测试监控,设置警戒分光曲线,及时调整膜系,维护稳定性;

e) 测试计较片加强管理,确保每次使用的比较片表面无污染、腐蚀,使用前最好对计较片进行反射率检测,判定是否可用;

f) 镜片的分光检测要在镜片彻底冷却以后进行,减少冷热状态下的差异,确保统一状态检测;

g) 掌握晶振片敏感变化的规律,及时修正控制数据,晶振片在使用若干罩后的敏感度有差异,芯片的声阻抗值会有微小的变化,有些晶控仪(如IC5)可以设置自动修正,而大部分晶控仪没有自动修正声阻抗值得功能,掌握了晶振片敏感度的规律,可以在膜厚仪上设置矫正;

h) 改善晶控探头的冷却效果,晶振片在温度大于50℃时,测量误差较大;

i) 采用离子辅助镀膜的工艺,可以提高成膜分光特性的稳定性;

j) 检讨该膜系在设备的光控实用性;

k) 检讨是否有人为因素的影响;

l) 经常检查光控的光路、信号、测试片等;

m) 设计适用于光控的膜系;

七、 光谱分光不良的补救(补色)

分光不良分为两种情况,一是全部膜系镀制完成后,经检测分光不良,此类不良主要按第六结所述的方法处理,一般减反膜难以补救,但是对于高反膜,带通滤光膜等可以通过夹层的方法补救。二是镀制中途中断(包括发现错误中断),造成的分光不良,一般都可以通过后续努力补救,补救方法正确,成功率还是比较高的。

中断的原因有多种;

a) 停电

b) 机器故障

c) 人为中断(发现错误,疑问中断)

中断后信息:

a) 知道镀到第几层,已镀各层的膜厚;

b) 知道镀到第几层,最后一层膜的膜厚不确定;

c) 不知道镀了多少;

补救处理:

A. 对于a种情况,比较好处理,只要确认前面镀的没错,程序没有用错,就可以继续原来的程序,要注意的是,如果某一层镀了一部分继续镀下去时,交接处要减少一些膜厚(根据膜料蒸发速率决定减少多少,一般是0.2-1nm左右),如果该层剩下的膜厚已不足15-20秒蒸镀时,要考虑降低蒸发速率或干脆不镀,通过后续调整后面的膜厚决绝;

B. 对于b、c情况的处理比较复杂一些,需要通过模拟核对,根据已经镀的镜片或测试片,实测分光数据,输入计算机膜系设计程序的优化目标值,再根据已经掌握的膜系信息输入,采用倒推法逐层优化,

模拟出实际镀制的膜系数据;

C. 其它情况的处理,对于用错程序,错误操作等人为的问题,以及反光膜、滤光膜镀后需要补救的情况处理,首先将实测的分光数据输入计算机,通过模拟优化,调整出补救厚度;

补救的过程比较繁琐,需要通过模拟、实验、再模拟、再实验的过程,是否需要看产品的价值,盲目补救

有时候会得不偿失。

八、 破边、炸裂不良

一般的镀膜会对镜片加热,由于镜片是状态金属圈内的,由于治具与镜片的热膨胀系数不一致,冷却过程中会造成镜片的破边和炸裂,有些大镜片,由于出罩是的温度较高,与室温的温差较大,镜片的热应力作用造成镜片炸裂或破边,有些零件边缘倒边的形状容易造成与治具卡边破裂。

改善对策:

a) 治具的设计,在尺寸配合上要合理,充分考虑制造误差带来的影响;

b) 注意治具的变形,已经变形的是不能用的;

c) 选用合适的治具材料,(非导磁材料、不生锈、耐高温不变形),不锈钢较为理想(热变形系数小), 就是加工难度大,价格贵;

d) 对于大镜片应降低出罩是的温度,减少温差,防止炸裂;

e) 也可以考虑治具开槽或切断,增加柔韧性,有较大的缓冲,但是治具寿命会减少很多;

f) 考虑不同直径及厚度的镜片与治具的间隙,普通的0.04-0.08mm,大直径的0.1-0.2mm不等;

九、 划痕(膜伤)

划痕是指膜表面有道子,膜内的称划痕,膜外的称膜伤,这也是镀膜品质改善中的一个顽疾,虽然很清楚产生的原因和改善的方法,但是难以根治。

产生的原因

a) 前工程外观不良残留,有些划痕在镀膜前不容易发现,前工程检验和镀前上伞检查都不容易发现,而镀后会将划痕显现;

b) 各操作过程中的作业过失造成镜片划痕;

c) 镜片摆放太密,搬运过程中造成相互磕碰形成划痕;

d) 镜片摆放器具、包装材料造成镜片表面擦伤;

e) 超声波清洗造成的伤痕和清擦造成的伤痕;

f) 下治具时镜片与治具的碰撞造成的伤痕;

改善思路:检讨各作业过程和相关工艺流程及器具的材料,消除划痕的膜伤。

改善对策

a) 检查作业规范,纠正作业方法;

b) 记录错误过失清单,定期宣导督查,避免习惯过失;

c) 改善镜片摆放间隔,改善镜片放置接触环境及包装材料;

d) 改善镜片流转方式,改善镜片拿取动作及方式,作业员工作时原则,先近后远;

e) 改善工艺,调整合适的清洗工艺参数,定期检查清擦辅耗洁净度,改善镀前工作环境,定期检测工作环境落尘量,定期清洁工作台过滤网;

f) 加强前工程检验和检查力度,条件允许可制作外观限度样板,定期组织检验员观察学习,统一检验判定标准;

g) 总结伤痕判定方式,改善检验判定环境,必要时采用强光灯检验,但是不能在次环境下判定;

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