对于单片膜色不均匀产生的原因:
主要是由于基片凹凸严重,与伞片曲率差异较大,基片上部、或下部法线与蒸发源构成的蒸发角差异较大。造成一片镜片上各部位接受���料的条件差异大,形成的膜厚差异大。
另外镜片被镜圈(碟片)边缘部遮挡、镜圈(碟片)脏在蒸镀时污染镜片等等也会造成膜色差异问题。
改善思路:改善镜片边缘的蒸发角。
改善对策:
㈠ 条件许可,用行星夹具;
㈡ 选用伞片平坦(R大)的机台;
㈢ 根据伞片孔位分布,基片形状,制作专门的锯齿形修正板。
㈣ 如果有可能,把蒸发源往真空室中间移动,也可改善单片的膜色均匀性。
㈤ 改善镜圈(碟片),防止遮挡。
㈥ 注意旋转伞架的相应部位对边缘镜片的部分遮挡
㈦ 清洁镜圈(碟片)
㈧ 改善膜料蒸发状况。
四、膜脏(也称白压克)
顾名思义,膜层有脏。一般的膜脏发生在膜内或膜外。脏可以包括:灰尘点、白雾、油斑、指纹印、口水点等。(灰尘点和白雾单列)
改善思路:检讨过程,杜绝脏污染。
改善对策:
㈠ 送交洗净或擦拭的镜片不要有过多的不佳附着物;
㈡ 加强镀前镜片的洗净率或擦净率;
㈢ 改善上伞后待镀镜片的摆放环境,防治污染;
㈣ 养成上伞作业员的良好习惯,防治镜片污染(指纹印、口水点及其它);
㈦ 加快真空室护板更换周期;
㈧ 充气管道清洁,防治气体充入时污染;
㈨ 初始排气防涡流(湍流),初始充气防过冲;
㈩ 镜片摆放环境和搬运过程中避免油污、水汽(磨边、超声波清洗)污染。
(十一) 工作环境改造成洁净车间
(十二) 将镀膜机作业面板和主机隔开,减少主机产生的有害物质污染镜片。
四/1、灰点脏
现象:镜片膜层表面或内部有一些点子(不是膜料点)有些可以擦除,有的不能擦除。并且会有点状脱膜产生。
产生原因:
1、真空室脏,在开始抽真空时的空气涡流将真空室底板、护板的脏灰带到镜片上,形成灰点层。(膜内,不能擦除,会有点状脱膜)
2、镜圈或碟片脏,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)
3、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)
4、镀制完成后的环境污染是膜外灰点的主要成因,特别是当镜片热的时候,更容易吸附灰尘,而且难以擦除。(膜外)
5、真空室充气口环境脏、开始充气量过大、充气过滤器脏,充气时镜片温度过高也是造成镜片膜外灰尘点不佳的原因。(膜外)
6、作业员人为带来的灰尘污染(膜内膜外)
7、工作环境中灰尘过多
改善思路:杜绝灰尘源
改善对策:
㈠ 工作环境改造洁净车间,严格按洁净车间规范实施。
㈡尽可能做好环境卫生。尽量利用洁净工作台。
㈢真空室周期打扫,保持清洁。
四/2、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,会有越擦越严重的现象。用氧化铈粉擦拭,可以擦掉或减轻,(又称:可擦拭压克)
分析:膜外白雾的成因较为复杂,可能的成因有:
① 膜结构问题:外层膜的柱状结构松散,外层膜太粗糙;
② 蒸发角过大,膜结构粗糙。
③ 温差:镜片出罩时内外温差过大
④ 潮气;镜片出罩后摆放环境的潮气
⑤ 真空室内POLYCOLD解冻时水汽过重
⑥ 蒸镀中充氧不完全,膜结构不均匀
⑦ 膜与膜之间的应力
改善思路:膜外白雾成因很多,但各有些特征,尽量对症下药。主要思路,一是把膜做的致密光滑些不容易吸附,二是改善环境减少吸附的对象。
改善对策:
㈠ 改善膜系,外层加二氧化硅,使膜表面光滑,不易吸附。改善镜片出罩时的环境(干燥、清洁)
㈡ 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。
㈢ 改善充氧(加大),改善膜结构。
㈣ 适当降低蒸发速率,改善柱状结构
㈤ 离子辅助镀膜,改善膜结构
㈥ 加上polycold解冻时的小充气阀(其功能是及时带走水汽)
㈦ 从蒸发源和夹具上想办法改善蒸发角。
㈧ 改善基片表面粗糙度。
㈨ 注意polycold解冻时的真空度。
四/3、膜内白雾
白雾形成在膜内,无法用擦拭方法祛除。
可能的成因:
① 基片脏,附着前工程的残留物
② 镜片表面腐蚀污染
③ 膜料与膜料之间、膜料与基片之间的匹配。
④ 氧化物充氧不够。
⑤ **层氧化锆膜料,可能对某些基片产生白晕现象
⑥ 基片进罩前(洗净后)受潮气污染
⑦ 洗净或擦拭不佳,洗净痕迹、擦拭痕迹
⑧ 真空室脏、水气过重
⑨ 环境湿度大
改善思路:基片本身的问题可能是主要的,镀膜是尽量弥补,镀膜本身*大的可能是膜料匹配问题。
改善对策:
㈠改进膜系,**层不用氧化锆。
㈡尽量减少真空室开门时间,罩与罩之间在*短的时间内做好真空室的清洁、镀膜准备工作。
㈢真空室在更换护板、清洁后,*好能空罩抽真空烘烤一下,更换的护板等真空室部件必须干燥、干净。
㈣改善环境
㈤妥善保护进罩前在伞片上的镜片,免受污染。
㈥改善洗净、擦拭效果。
㈦改善膜匹配(考虑**层用Al2O3)
㈧改善膜充氧和蒸发速率(降低)
㈨加快前工程的流程。前工程对已加工光面的保护加强。
㈩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(也称膜色压克、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映,薄膜光谱分光特性的设计和达成是建立在一定折射率基片的基础上,如果基片局部折射率改变,那么所镀的膜层在局部的光谱分光特性也有变化。局部点的膜色就会有变异,形成膜内色斑的。
镀膜中和镀膜后由于种种原因,使得膜层的局部折射率变异,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分擦掉,如果是中间层或底层膜层局部折射率变异的膜层色斑,就不能用抛光粉或碳酸钙粉擦拭去掉了。
分辨膜内膜层和膜外色斑的一个有效手段是用抛光粉或碳酸钙粉擦拭。
膜内、膜层、膜外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。
1.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、界线分明。
2.周转、运输、库存产生。
有些基底本身的化学特性较差,如H-ZK9,耐潮、耐酸性能很弱,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、红外截至膜,这种色斑就会非常明显,还有可能刚镀完是良品,若干天后还会有色斑显出而成为不佳品。
3.研磨抛光工程在镜片表面完工后没有及时将表面处理干净,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洗净或擦拭的方法祛除,镀膜后显现的就是色斑。
4.研磨抛光所用抛光液的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。
膜层和膜外色斑产生来源
1.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,从而膜外形成色斑。
2.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。也会造成膜层色斑产生。
3.膜系匹配中,有的膜层太薄,结晶处于不稳定状态,也可能产生膜层色斑。
4.膜系的膜料选择与基片材料的匹配不好,也是膜层色般的产生原因之一。
5.机组的微量返油,在镜片或膜层中形成局部的极���的油斑,也是膜层色斑的产生原因,此类色斑处的膜强度一般较差些。
膜内色斑改善对策:
一、 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。
二、 抛光加工中,注意对另一已抛好光的面保护
三、 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局部腐蚀伤害。
四、 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、 控制研磨抛光液的PH值。
六、 镀膜前,用抛光粉(氧化铈、氧化铁)或碳酸钙粉(用甘油或水调和)对镜片抛光面复新。并尽快清洁干净。
七、 加强镀前的离子轰击
八、 对于可见光区减反膜,在满足技术要求的前提下设计制作成单峰形,反射色呈淡绿色,掩盖色斑
九、 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斑。
十、 选择合适的膜层匹配对色斑改善也有帮助。
十一、 提高基片镀制时的温度,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。)
十二、 **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:
一、 对减反膜,设计条件许可时,外层加以SiO2层,10nm左右即可(一般的外层膜是MgF2)。使外层趋于光滑、致密,减少有害物质的侵蚀。(如果镀后离子轰击SiO2层会粗糙。)
二、 适当降低蒸镀速率(在一定范围内)提高膜层光滑度,减少吸附。
三、 镜片在出罩后,待冷却后再下伞和擦拭。
四、 镜片在出罩后,放置在洁净干燥的场合待冷却。减少污染可能。
五、 用碳酸钙粉,轻擦去除外层附着物。
六、 改善工作环境的湿度、温差。
七、 改善充气口附近的环境,使充入的大气干燥、洁净。
八、 工作人员的个人卫生(口罩、服装、手套、指套等)改善。
九、 检讨真空室返油状况,防止返油。
十、 适当降低基片温度;(不能影响膜强度)
十一、 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。
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