El flujo de trabajo de los recubridores ópticos suele incluir los siguientes pasos principales: pretratamiento, recubrimiento, monitorización y ajuste de la película, enfriamiento y desmoldeo. El proceso específico puede variar según el tipo de equipo (como el recubridor por evaporación, el recubridor por pulverización catódica, etc.) y el proceso de recubrimiento (como película monocapa, película multicapa, etc.). En general, el proceso de recubrimiento óptico es básicamente el siguiente:
Primero, la etapa de preparación
Limpieza y preparación de componentes ópticos:
Antes del recubrimiento, los componentes ópticos (como lentes, filtros, vidrio óptico, etc.) deben limpiarse a fondo. Este paso es fundamental para garantizar la calidad del recubrimiento. Los métodos de limpieza más comunes incluyen la limpieza ultrasónica, el decapado y la limpieza con vapor, entre otros.
Los elementos ópticos limpios generalmente se colocan en el dispositivo giratorio o en el sistema de sujeción de la máquina de recubrimiento para garantizar que puedan permanecer estables durante el proceso de recubrimiento.
Pretratamiento de la cámara de vacío:
Antes de colocar el elemento óptico en la máquina de recubrimiento, es necesario bombear la cámara de recubrimiento hasta alcanzar cierto grado de vacío. Este entorno de vacío elimina eficazmente las impurezas, el oxígeno y el vapor de agua del aire, evitando que reaccionen con el material de recubrimiento y garantizando la pureza y la calidad de la película.
Generalmente, la cámara de recubrimiento debe lograr un vacío alto (10⁻⁵ a 10⁻⁶ Pa) o un vacío medio (10⁻³ a 10⁻⁴ Pa).
En segundo lugar, el proceso de recubrimiento.
Fuente de recubrimiento inicial:
La fuente de recubrimiento suele ser evaporación o pulverización catódica. Se seleccionarán diferentes fuentes de recubrimiento según el proceso y el material.
Fuente de evaporación: El material de recubrimiento se calienta a un estado de evaporación utilizando un dispositivo de calentamiento, como un evaporador de haz de electrones o un evaporador de calentamiento por resistencia, de modo que sus moléculas o átomos se evaporan y se depositan en la superficie del elemento óptico en el vacío.
Fuente de pulverización catódica: al aplicar un alto voltaje, el objetivo choca con los iones, expulsando los átomos o moléculas del objetivo, que se depositan en la superficie del elemento óptico para formar una película.
Deposición de material de película:
En un entorno de vacío, el material recubierto se evapora o pulveriza desde una fuente (como una fuente de evaporación o un objetivo) y se deposita gradualmente sobre la superficie del elemento óptico.
La velocidad de deposición y el espesor de la película deben controlarse con precisión para garantizar que la capa sea uniforme, continua y cumpla con los requisitos de diseño. Los parámetros durante la deposición (como la corriente, el flujo de gas, la temperatura, etc.) afectan directamente la calidad de la película.
Monitoreo de películas y control de espesor:
En el proceso de recubrimiento, el espesor y la calidad de la película generalmente se monitorean en tiempo real, y las herramientas de monitoreo comúnmente utilizadas son la microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) ** y otros sensores, que pueden detectar con precisión la tasa de deposición y el espesor de la película.
Basándose en estos datos de monitorización, el sistema puede ajustar automáticamente parámetros como la potencia de la fuente de recubrimiento, el caudal de gas o la velocidad de rotación del componente para mantener la consistencia y uniformidad de la capa de película.
Película multicapa (si es necesario):
Para componentes ópticos que requieren una estructura multicapa, el proceso de recubrimiento suele realizarse capa por capa. Tras la deposición de cada capa, el sistema realizará repetidas pruebas y ajustes del espesor de la película para garantizar que la calidad de cada capa cumpla con los requisitos de diseño.
Este proceso requiere un control preciso del espesor y del tipo de material de cada capa para garantizar que cada capa pueda realizar funciones como reflexión, transmisión o interferencia en un rango de longitud de onda específico.
En tercer lugar, dejar enfriar y retirar.
CD:
Una vez finalizado el recubrimiento, es necesario enfriar la óptica y la máquina de recubrimiento. Dado que el equipo y los componentes pueden calentarse durante el proceso, es necesario enfriarlos a temperatura ambiente mediante un sistema de refrigeración, como agua o aire, para evitar daños térmicos.
En algunos procesos de recubrimiento de alta temperatura, el enfriamiento no solo protege el elemento óptico, sino que también permite que la película logre una adhesión y estabilidad óptimas.
Retire el elemento óptico:
Una vez finalizado el enfriamiento, se puede retirar el elemento óptico de la máquina de recubrimiento.
Antes de retirar, es necesario verificar el efecto del recubrimiento, incluida la uniformidad de la capa de película, el espesor de la película, la adhesión, etc., para garantizar que la calidad del recubrimiento cumpla con los requisitos.
4. Posprocesamiento (opcional)
Endurecimiento de la película:
En ocasiones, es necesario endurecer la película recubierta para mejorar su resistencia al rayado y durabilidad. Esto suele lograrse mediante tratamientos térmicos o radiación ultravioleta.
Limpieza de película:
Para eliminar contaminantes, aceites u otras impurezas de la superficie de la película, puede ser necesario realizar una limpieza menor, como limpieza, tratamiento ultrasónico, etc.
5. Inspección y pruebas de calidad
Prueba de rendimiento óptico: una vez completado el recubrimiento, se llevan a cabo una serie de pruebas de rendimiento en el componente óptico, incluida la transmitancia de luz, la reflectividad, la uniformidad de la película, etc., para garantizar que cumpla con los requisitos técnicos.
Prueba de adhesión: mediante una prueba de cinta o una prueba de rayado, verifique si la adhesión entre la película y el sustrato es fuerte.
Prueba de estabilidad ambiental: A veces es necesario realizar pruebas de estabilidad en condiciones ambientales como temperatura, humedad y luz ultravioleta para garantizar la confiabilidad de la capa de recubrimiento en aplicaciones prácticas.
–Este artículo es publicado porfabricante de máquinas de recubrimiento al vacíoGuangdong Zhenhua
Hora de publicación: 24 de enero de 2025