想达到良好的光学镀膜品质是靠基材、洗净设备、镀膜设备、镀膜膜层设计及镀膜环境层层把关而来。 镀膜的流程图如下,文字简略: 基材以超音波洗净机洗净,洗净后排上夹具,送入镀膜机,开始加热及抽真空。达到高真空后,开始镀膜。 镀膜完毕,冷却,泄气,取出基材。
看似简单的工序,一一拆解开来,却是道道关键,详细需注意的条件如下:
最通用的基材大致上有玻璃、压克力 (PMMA)、PC、石英,其他还有金属材料如铝合金。
基材的品质直接影响镀膜后整体的品质,例如:表面刮伤的基材,镀膜后伤痕依旧在,可能还会更加明显,如果是应用在雷射方面,可能会造成雷射光的散射,但是用于一般照明,却是影响不大。追求高品质基材,有可能会使成本增高数倍,因此以未来应用的范围来选用基材的好坏,是较为经济的做法。
这些基材通常要注意的条件有下:
尺寸与厚度、材质、透光度、平整度、平行度、折射系数、膨胀系数、表面品质、内部杂质或气泡、边缘品质、耐热温度、耐冲击、耐压、耐温差变化等等。
洗净是镀膜前非常重要的工序,最着要的要将基材表面的油污、灰尘、脏污洗掉,并且不能在表面留下水痕或其他痕迹。油污或脏污会使膜层无法牢固地附着在基材表面,灰尘会使膜层有没镀到的洞,一般称针孔。水痕或其他残留的痕渍则会使膜层有白色斑点。
一般洗净要注意的条件有下:
洗净的方式、洗剂的选用、洗净后的烘干、洗净的效果、洗净后置入镀膜机前的保存。
镀膜机的能力及镀膜的膜层设计是决定光学镀膜的最关键条件。一般会先预设好生产项目来购买镀膜机,如镜头类的产品,镀膜会以抗反射膜(AR Coating)为多,最简单的就是以电热式蒸舟镀单层MgF2,如需多层抗反射膜,则需配置电子枪,如需以低温制程镀塑胶类镜头,则还要加装离子枪,以增加膜层的附着性。
以我们一般所做的多层膜滤光片,由于层数多在18~58层,因此除了配有可置放多种多量的多坩锅双电子枪,还配有离子枪以增加膜层附着力与致密性。膜层设计时,除了依滤光片规格选择镀膜材料(以下简称药材)外,会先以最常用的高折射系数镀膜材料与低折射系数药材,并辅以经验值来预设镀膜层数,在模拟后,依据结果修改药材、层数及每一膜层的膜厚,如此重复进行,一直到超过需求规格后,才算第一阶段完成。
第二阶段则是镀膜完成后,依据镀膜结果(量测光谱或功能测试)来看是否符合所需规格。如不符合,就必须判断不良原因来做药材、层数及膜层的膜厚修改。
镀膜要注意的条件有下:
镀膜机的配备、真空度、镀膜材料、镀膜方式、加热温度、镀膜监控系统、膜层均匀性、膜层附着力。
针孔是造成不良滤光片的缺点之一。针孔一般是因为镀膜前基材未洗净,或是洗净后空气中的落尘附着上去,在镀膜后,灰尘掉落,使膜层中有一个一个的洞,称为针孔。镀膜机置放的环境,如果有空调控制,在温湿度变化方面会比较小,但空气中的落尘量还是不小。如果是十万级或一万级的无尘室的环境,空气中的落尘量降低到一定的程度,有助于膜层针孔的减少。
镀膜环境要注意的条件有下:
温度及湿度控制能力、落尘量控制能力、地板的种类。
切割的形状、基材的厚度、尺寸的公差要求都会影响切割的机台及切割的方法。
一般最经济通用的为刀轮式切割机,以钨钢刀轮在玻璃表面划过,在适当的刀轮角度、下刀压力及下刀高度等条件下,可以轻易以手将玻璃沿着划痕剥开。优点是可以切割大尺寸玻璃基材、机器及耗材成本较低,缺点是边缘有时会有斜边或锐角。
另外还有锯断式的(Die Saw),适合切割尺寸较小的基材,如:尺寸80*80mm,切割为3*3、1.2*1.2mm之类。
也有可用于切割玻璃基材的雷射切割机上市。
穿透或反射光谱以光谱仪检测。
其他附着力(牢固力)及耐温依产品使用环境或条件有几种方法可选用或共用:
1. 胶带测试: 以胶带黏贴在膜面,快速拉起后,不可有脱膜现象。
2. 百格测试: 以刀将膜面以类似井字割画多刀,胶带黏贴在膜面,快速拉起后,不可有脱膜现象。
3. 盐雾测试: 以一定比例的盐+水,喷在膜面上一定时间,以测试膜层的耐候性。
4. 高温高湿: 如摄氏85度、湿度95%连续50小时。
5. 冷热交替: 如零下20度10小时,85度10小时,反覆数次。
6. 高温测试: 摄氏500度烘烤2小时,再以胶带黏贴在膜面,快速拉起后,不可有脱膜现象。