عادةً ما يتضمن سير عمل أجهزة الطلاء البصري الخطوات الرئيسية التالية: المعالجة المسبقة، والطلاء، ومراقبة الفيلم وتعديله، والتبريد والإزالة. قد تختلف العملية المحددة باختلاف نوع الجهاز (مثل جهاز الطلاء بالتبخير، وجهاز الطلاء بالرش، إلخ) وعملية الطلاء (مثل فيلم أحادي الطبقة، أو فيلم متعدد الطبقات، إلخ)، ولكن بشكل عام، تتم عملية الطلاء البصري تقريبًا كما يلي:
أولاً مرحلة التحضير
تنظيف وتحضير المكونات البصرية:
قبل الطلاء، يجب تنظيف المكونات البصرية (مثل العدسات، والمرشحات، والزجاج البصري، وغيرها) جيدًا. هذه الخطوة هي أساس ضمان جودة الطلاء. من طرق التنظيف الشائعة التنظيف بالموجات فوق الصوتية، والتخليل، والتنظيف بالبخار، وغيرها.
يتم عادة وضع العناصر البصرية النظيفة على الجهاز الدوار أو نظام التثبيت الخاص بآلة الطلاء لضمان بقائها مستقرة أثناء عملية الطلاء.
المعالجة المسبقة لغرفة التفريغ:
قبل وضع العنصر البصري في آلة الطلاء، يجب ضخّ حجرة الطلاء إلى مستوى معين من الفراغ. يُزيل الفراغ الشوائب والأكسجين وبخار الماء من الهواء بفعالية، ويمنع تفاعلها مع مادة الطلاء، ويضمن نقاء وجودة الفيلم.
بشكل عام، تحتاج حجرة الطلاء إلى تحقيق فراغ عالي (10⁻⁵ إلى 10⁻⁶ باسكال) أو فراغ متوسط (10⁻³ إلى 10⁻⁴ باسكال).
ثانياً، عملية الطلاء
مصدر الطلاء المبدئي:
عادةً ما يكون مصدر الطلاء إما مصدر تبخير أو مصدر رش. ويتم اختيار مصادر طلاء مختلفة وفقًا لعملية الطلاء ومادة الطلاء.
مصدر التبخر: يتم تسخين مادة الطلاء إلى حالة التبخر باستخدام جهاز تسخين، مثل مبخر شعاع الإلكترون أو مبخر التسخين بالمقاومة، بحيث تتبخر جزيئاتها أو ذراتها وترسب على سطح العنصر البصري في الفراغ.
مصدر الرش: من خلال تطبيق جهد عالي، يصطدم الهدف بالأيونات، مما يؤدي إلى رش ذرات أو جزيئات الهدف، والتي تترسب على سطح العنصر البصري لتشكيل فيلم.
ترسب المواد الفيلمية:
في بيئة الفراغ، تتبخر المادة المطلية أو تتناثر من مصدر (مثل مصدر التبخر أو الهدف) وتترسب تدريجيًا على سطح العنصر البصري.
يجب التحكم بدقة في معدل الترسيب وسمك الغشاء لضمان تجانس طبقة الغشاء واستمراريتها وتوافقها مع متطلبات التصميم. تؤثر معلمات الترسيب (مثل التيار، وتدفق الغاز، ودرجة الحرارة، وغيرها) بشكل مباشر على جودة الغشاء.
مراقبة الفيلم والتحكم في السُمك:
في عملية الطلاء، يتم عادةً مراقبة سمك وجودة الفيلم في الوقت الفعلي، وأدوات المراقبة المستخدمة بشكل شائع هي ميزان بلورات الكوارتز (QCM) ** وأجهزة استشعار أخرى، والتي يمكنها الكشف بدقة عن معدل الترسيب وسمك الفيلم.
وبناءً على بيانات المراقبة هذه، يمكن للنظام ضبط المعلمات تلقائيًا مثل طاقة مصدر الطلاء أو معدل تدفق الغاز أو سرعة دوران المكون للحفاظ على اتساق وتوحيد طبقة الفيلم.
فيلم متعدد الطبقات (إذا لزم الأمر):
بالنسبة للمكونات البصرية التي تتطلب بنية متعددة الطبقات، تُجرى عملية الطلاء عادةً طبقة تلو الأخرى. بعد ترسيب كل طبقة، يُجري النظام عمليات متكررة لكشف وتعديل سمك الغشاء لضمان استيفاء جودة كل طبقة لمتطلبات التصميم.
تتطلب هذه العملية التحكم الدقيق في سمك ونوع مادة كل طبقة لضمان قدرة كل طبقة على أداء وظائف مثل الانعكاس أو النقل أو التداخل في نطاق طول موجي محدد.
ثالثا، تبرد ثم ترفع
قرص مضغوط:
بعد اكتمال الطلاء، يجب تبريد البصريات وآلة الطلاء. ولأن المعدات والمكونات قد تسخن أثناء عملية الطلاء، يجب تبريدها إلى درجة حرارة الغرفة باستخدام نظام تبريد، مثل مياه التبريد أو تدفق الهواء، لمنع التلف الحراري.
في بعض عمليات الطلاء ذات درجات الحرارة العالية، لا يعمل التبريد على حماية العنصر البصري فحسب، بل يمكّن الفيلم أيضًا من تحقيق الالتصاق والاستقرار الأمثل.
إزالة العنصر البصري:
بعد اكتمال التبريد، يمكن إزالة العنصر البصري من آلة الطلاء.
قبل الإخراج، من الضروري التحقق من تأثير الطلاء، بما في ذلك توحيد طبقة الفيلم، وسمك الفيلم، والالتصاق، وما إلى ذلك، لضمان أن جودة الطلاء تلبي المتطلبات.
4. المعالجة اللاحقة (اختياري)
تصلب الفيلم:
أحيانًا، يحتاج الفيلم المطلي إلى تقوية لتحسين مقاومته للخدش ومتانته. ويتم ذلك عادةً بوسائل مثل المعالجة الحرارية أو الأشعة فوق البنفسجية.
تنظيف الفيلم:
من أجل إزالة الملوثات أو الزيوت أو الشوائب الأخرى من سطح الفيلم، قد يكون من الضروري إجراء تنظيف بسيط، مثل التنظيف، والمعالجة بالموجات فوق الصوتية، وما إلى ذلك.
5. فحص الجودة والاختبار
اختبار الأداء البصري: بعد اكتمال الطلاء، يتم إجراء سلسلة من اختبارات الأداء على المكون البصري، بما في ذلك نفاذية الضوء، والانعكاسية، وتوحيد الفيلم، وما إلى ذلك، لضمان أنه يلبي المتطلبات الفنية.
اختبار الالتصاق: عن طريق اختبار الشريط أو اختبار الخدش، تحقق مما إذا كانت الالتصاق بين الفيلم والركيزة قويًا.
اختبار الاستقرار البيئي: في بعض الأحيان يكون من الضروري إجراء اختبار الاستقرار في ظل الظروف البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية لضمان موثوقية طبقة الطلاء في التطبيقات العملية.
-تم نشر هذه المقالة بواسطةمُصنِّع آلات طلاء الفراغقوانغدونغ تشنهوا
وقت النشر: ٢٤ يناير ٢٠٢٥