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真空鍍膜出現不良反應的改善對策

來源:www.szcxzc.com發表時間:2021-01-30

改善對策:
㈠加強去油去汙處理,如果是超聲波清洗,應重點考慮去油功能,並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。
㈡加強鍍前烘烤,條件許可,基片溫度能達到300℃以上更好,恒溫20分鍾以上,盡可能使基片表面的水汽、油汽揮發。*注意:溫度較高,基片吸附能力加大,也容易吸附灰塵。所以,真空室的潔淨度要提高。否則基片在鍍前就有灰塵附著,除産生其它不良外,對膜強度也有影響。(真空中基片上水汽的化學解吸溫度在260℃以上)。但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。這與應力以及材料熱匹配有較大的關系。
㈢有條件時,機組安裝冷凝機(PLOYCOLD),除提高機組真空抽速外,還可以幫助基片水汽、油氣去除。
㈣提高蒸鍍真空度,對于1米以上的鍍膜機,蒸鍍啓動真空應高于3*10-3Pa,鍍膜機越大,蒸鍍啓動真空更高。
㈤有條件時,機組安裝離子源,鍍前轟擊,清潔基片表面,鍍膜過程輔助,有利于膜層的密實牢固。
㈥膜料的去潮,將待用膜料用培養皿盛放在真空室幹燥。
㈦保持工作環境的幹燥(包括鏡片擦拭、上傘工作區),清潔工作環境時不能帶入過多的水汽。
㈧對于多層膜,在膜系設計時,就要考慮第一層膜與基片的匹配,盡可能考慮用Al2O3膜料,該膜料對大部分基片有較好的吸附力。對于金屬膜,也可考慮第一層鍍Cr或Cr合金。Cr或Cr合金對基片也有較好的吸附力。
㈨采取研磨液(抛光液)複新去除鏡片表面的腐蝕層(水解層)
㈩有時候適當降低蒸發速率對膜強度的提高有幫助,對提高膜表面的光滑度有積極意義。
②膜層應力:
薄膜的成膜過程,是一個物質形態的轉變過程,不可避免地在成膜後的膜層中會有應力存在,對于多層膜來說有不同膜料的組合,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,(但有些硝材的鏡片即便是減反膜也有應力問題存在。)而層數較多的高反膜、濾光膜,應力是一個常見的不良因素,應特別注意。
改善對策:
㈠鍍後烘烤,最後一層膜鍍完後,烘烤不要馬上停止,延續10分鍾“回火”。讓膜層結構趨于穩定。
㈡降溫時間適當延長,退火時效。減少由于真空室內外溫差過大帶來的熱應力。
㈢對高反膜、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。並且對氧化钛、氧化钽等膜料的光學穩定性有負面作用。
㈢鍍膜過程離子輔助,減少應力。
㈣選擇合適的膜系匹配,第一層膜料與基片的匹配。(如五層減反膜采用Al2O3-ZrO2-Al2O3-Al2O3-ZrO2-MgF2;ZrO2也可以采用SV-5(一種ZrO2TiO2混和膜料)或其他混合高折射率膜料。
㈤適當減小蒸發速率(Al2O3-2.5A/S;ZrO2-3A/S;MgF2-6A/S參考速率)
㈥對氧化物膜料全部充氧反應鍍,根據不同膜料控制氧進氣量。
③外層膜表面硬度:
減反膜一般外層選用MgF2,該膜層剖面是較松散的柱狀結構,表面硬度不高,容易擦拭出道子。
改善對策:
㈠膜系設計允許時,外層加10nm左右的SiO2層,二氧化矽的表面光滑度優于氟化鎂(但二氧化矽表面耐磨度、硬度不如氟化鎂)。鍍後離子轟擊幾分鍾,牢固度效果會更好。(但表面會變粗)
㈡鏡片出真空室後,放置在較幹燥潔淨的地方,防治快速吸潮,表面硬度降低。
④其它
造成膜強度不良的原因還有,真空度過低(在手動控制的機台容易發生)、真空室髒、基片加熱不到位。
輔助氣體充入時,膜料也在放氣致使真空度降低,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,鍍前對膜料充分預熔充分放氣,也可以避免由于蒸鍍中膜料放氣造成真空度過度下降,從而影響膜強度。
⑤脫膜
這裏的脫膜雖然也是膜弱的一種,但與前述的脫膜有一些區別,主要特征爲:點狀脫膜、邊緣脫膜、局部脫膜。
主要原因使膜內有髒或汙染物所造成的。
改善方法:提高基片的潔淨度。


  

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