กระบวนการผลิตเครื่องเคลือบแสง

โดยทั่วไปแล้ว ขั้นตอนการทำงานของเครื่องเคลือบฟิล์มแสงประกอบด้วยขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้: การเตรียมพื้นผิว การเคลือบ การตรวจสอบและปรับแต่งฟิล์ม การระบายความร้อน และการกำจัดฟิล์ม กระบวนการเฉพาะอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ (เช่น เครื่องเคลือบแบบระเหย เครื่องเคลือบแบบสปัตเตอร์ ฯลฯ) และกระบวนการเคลือบ (เช่น ฟิล์มชั้นเดียว ฟิล์มหลายชั้น ฯลฯ) แต่โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการเคลือบฟิล์มแสงโดยคร่าวๆ มีดังนี้:
ขั้นแรกคือขั้นตอนการเตรียมการ
การทำความสะอาดและเตรียมชิ้นส่วนทางแสง:
ก่อนการเคลือบผิว ชิ้นส่วนทางแสง (เช่น เลนส์ ฟิลเตอร์ กระจกทางแสง ฯลฯ) จำเป็นต้องได้รับการทำความสะอาดอย่างละเอียด ขั้นตอนนี้เป็นพื้นฐานสำคัญในการรับประกันคุณภาพของการเคลือบผิว วิธีการทำความสะอาดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค การดอง การทำความสะอาดด้วยไอน้ำ และอื่นๆ
โดยปกติแล้ว ชิ้นส่วนทางแสงที่สะอาดจะถูกวางไว้บนอุปกรณ์หมุนหรือระบบยึดของเครื่องเคลือบ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนเหล่านั้นจะคงความเสถียรในระหว่างกระบวนการเคลือบ
การเตรียมห้องสุญญากาศก่อนใช้งาน:
ก่อนนำชิ้นส่วนทางแสงเข้าเครื่องเคลือบ ต้องทำการดูดอากาศออกจากห้องเคลือบให้ได้ระดับสุญญากาศที่เหมาะสมเสียก่อน สภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศจะช่วยกำจัดสิ่งสกปรก ออกซิเจน และไอน้ำในอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้สิ่งเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับวัสดุเคลือบ และรับประกันความบริสุทธิ์และคุณภาพของฟิล์ม
โดยทั่วไป ห้องเคลือบผิวจำเป็นต้องมีสุญญากาศสูง (10⁻⁵ ถึง 10⁻⁶ Pa) หรือสุญญากาศปานกลาง (10⁻³ ถึง 10⁻⁴ Pa)
ประการที่สอง กระบวนการเคลือบผิว
แหล่งที่มาของสารเคลือบเริ่มต้น:
แหล่งกำเนิดสารเคลือบมักจะเป็นแหล่งกำเนิดจากการระเหยหรือแหล่งกำเนิดจากการสปัตเตอร์ จะเลือกใช้แหล่งกำเนิดสารเคลือบที่แตกต่างกันไปตามกระบวนการเคลือบและวัสดุที่ใช้
แหล่งกำเนิดการระเหย: วัสดุเคลือบจะถูกให้ความร้อนจนถึงสถานะระเหยโดยใช้อุปกรณ์ให้ความร้อน เช่น เครื่องระเหยด้วยลำแสงอิเล็กตรอนหรือเครื่องระเหยด้วยความร้อนแบบต้านทาน เพื่อให้โมเลกุลหรืออะตอมของวัสดุระเหยและตกตะกอนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนทางแสงในสภาวะสุญญากาศ
แหล่งกำเนิดการสปัตเตอร์: โดยการใช้แรงดันไฟฟ้าสูง เป้าหมายจะชนกับไอออน ทำให้เกิดการสปัตเตอร์อะตอมหรือโมเลกุลของเป้าหมายออกมา และไปสะสมอยู่บนพื้นผิวของชิ้นส่วนทางแสงเพื่อสร้างเป็นฟิล์ม
การตกตะกอนของวัสดุฟิล์ม:
ในสภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศ วัสดุเคลือบจะระเหยหรือกระเด็นออกมาจากแหล่งกำเนิด (เช่น แหล่งกำเนิดการระเหยหรือเป้าหมาย) และค่อยๆ สะสมลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วนทางแสง
อัตราการตกตะกอนและความหนาของฟิล์มต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นฟิล์มมีความสม่ำเสมอ ต่อเนื่อง และตรงตามข้อกำหนดที่ออกแบบไว้ พารามิเตอร์ระหว่างการตกตะกอน (เช่น กระแสไฟฟ้า การไหลของก๊าซ อุณหภูมิ ฯลฯ) จะส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของฟิล์ม
การตรวจสอบฟิล์มและการควบคุมความหนา:
ในกระบวนการเคลือบผิว ความหนาและคุณภาพของฟิล์มมักจะถูกตรวจสอบแบบเรียลไทม์ โดยเครื่องมือตรวจสอบที่ใช้กันทั่วไปคือ ไมโครบาลานซ์ผลึกควอตซ์ (QCM) ** และเซ็นเซอร์อื่นๆ ซึ่งสามารถตรวจจับอัตราการตกตะกอนและความหนาของฟิล์มได้อย่างแม่นยำ
จากข้อมูลการตรวจสอบเหล่านี้ ระบบสามารถปรับพารามิเตอร์ต่างๆ โดยอัตโนมัติ เช่น กำลังของแหล่งเคลือบ อัตราการไหลของก๊าซ หรือความเร็วในการหมุนของชิ้นส่วน เพื่อรักษาความสม่ำเสมอและความเป็นเนื้อเดียวกันของชั้นฟิล์ม
ฟิล์มหลายชั้น (หากจำเป็น) :
สำหรับชิ้นส่วนทางแสงที่ต้องการโครงสร้างหลายชั้น กระบวนการเคลือบมักจะดำเนินการทีละชั้น หลังจากเคลือบแต่ละชั้นแล้ว ระบบจะทำการตรวจสอบและปรับความหนาของฟิล์มซ้ำๆ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของฟิล์มแต่ละชั้นเป็นไปตามข้อกำหนดที่ออกแบบไว้
กระบวนการนี้ต้องการการควบคุมความหนาและชนิดของวัสดุในแต่ละชั้นอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละชั้นสามารถทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การสะท้อน การส่งผ่าน หรือการแทรกสอด ในช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงได้
ประการที่สาม ปล่อยให้เย็นแล้วนำออก
ซีดี:
หลังจากกระบวนการเคลือบเสร็จสมบูรณ์แล้ว จำเป็นต้องระบายความร้อนให้กับชิ้นส่วนเลนส์และเครื่องเคลือบ เนื่องจากอุปกรณ์และชิ้นส่วนต่างๆ อาจร้อนขึ้นระหว่างกระบวนการเคลือบ จึงจำเป็นต้องระบายความร้อนให้เหลืออุณหภูมิห้องโดยใช้ระบบระบายความร้อน เช่น น้ำหล่อเย็นหรือลม เพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อน
ในกระบวนการเคลือบผิวที่อุณหภูมิสูงบางกระบวนการ การระบายความร้อนไม่เพียงแต่ช่วยปกป้องชิ้นส่วนทางแสงเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ฟิล์มมีการยึดเกาะและความเสถียรที่ดีที่สุดอีกด้วย
ถอดชิ้นส่วนออปติคอลออก:
หลังจากกระบวนการระบายความร้อนเสร็จสมบูรณ์แล้ว สามารถนำชิ้นส่วนทางแสงออกจากเครื่องเคลือบผิวได้
ก่อนนำออกจากโรงงาน จำเป็นต้องตรวจสอบคุณภาพของสารเคลือบ รวมถึงความสม่ำเสมอของชั้นฟิล์ม ความหนาของฟิล์ม การยึดเกาะ ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพการเคลือบเป็นไปตามข้อกำหนด
4. การประมวลผลหลังการถ่ายภาพ (ไม่บังคับ)
การแข็งตัวของฟิล์ม:
บางครั้งฟิล์มเคลือบจำเป็นต้องได้รับการทำให้แข็งขึ้นเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อรอยขีดข่วนและความทนทานของฟิล์ม ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การอบด้วยความร้อนหรือการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต
การทำความสะอาดฟิล์ม:
เพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน น้ำมัน หรือสิ่งสกปรกอื่นๆ ออกจากพื้นผิวของฟิล์ม อาจจำเป็นต้องทำความสะอาดเล็กน้อย เช่น การทำความสะอาด การบำบัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค เป็นต้น
5. การตรวจสอบและทดสอบคุณภาพ
การทดสอบสมรรถนะทางแสง: หลังจากการเคลือบเสร็จสมบูรณ์ จะมีการทดสอบสมรรถนะของชิ้นส่วนทางแสงหลายรายการ เช่น การส่งผ่านแสง การสะท้อนแสง ความสม่ำเสมอของฟิล์ม เป็นต้น เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิค
การทดสอบการยึดเกาะ: ตรวจสอบว่าการยึดเกาะระหว่างฟิล์มกับพื้นผิวมีความแข็งแรงหรือไม่ โดยใช้การทดสอบด้วยเทปหรือการทดสอบด้วยการขูด
การทดสอบความเสถียรต่อสิ่งแวดล้อม: บางครั้งจำเป็นต้องทำการทดสอบความเสถียรภายใต้สภาวะแวดล้อมต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และรังสีอัลตราไวโอเลต เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของชั้นเคลือบในการใช้งานจริง

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสุญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว