Bakit Nangyayari ang Pagkupas ng Kulay Pagkatapos ng Vacuum Coating?

— Isang Sistematikong Pagsusuri mula sa Istruktura ng Pelikula hanggang sa Kontrol ng Proseso

1. Ano ang Talaga ang Ibig Sabihin ng "Pagkupas ng Kulay Pagkatapos ng Patong"?

Saindustriya ng vacuum coating, ang pagkupas ng kulay ay hindi lamang isang biswal na pagbabago ng kulay. Karaniwan itong nagpapakita ng sarili bilang:

Unti-unting pagkasira o pagbabago ng kulay sa paglipas ng panahon

Paglihis ng kulay pagkatapos ng mga pagsubok sa humidity, thermal aging, o UV exposure

Lokal na pagkawalan ng kulay, pag-abo, o pagkawala ng metalikong kinang

Sa panimula, ang pagkupas ng kulay ay hindi sanhi ng mismong hindi matatag na kulay, kundi ng mga pagkabigo sa istruktura, materyal, o proseso sa loob ng sistema ng patong.

2. Mga Pangunahing Sanhi ng Pagkupas ng Kulay Pagkatapos ng Vacuum Coating
2.1 Hindi Sapat na Densidad ng Pelikula na Nagdudulot ng Oksihenasyon o Pagpasok ng Moisture

Sa panahon ng pagsingaw ng PVD o pag-ugong ng magnetron, ang hindi sapat na enerhiya ng deposisyon o mababang densidad ng plasma ay maaaring magresulta sa isang istrukturang lumalaking haligi na may mataas na porosity.

Ang mga ganitong pelikula ay madaling kapitan ng:

Pagsasabog ng oksiheno at kahalumigmigan sa mga hangganan ng butil

Oksihenasyon o kalawang ng metalikong patong

Pagbabago ng mga kondisyon ng optical interference

Sa huli, ito ay humahantong sa pagkasira o pagbaluktot ng kulay.

2.2 Maling Pagpili ng mga Sistema ng Materyales ng Patong

Ang iba't ibang materyales sa patong ay nagpapakita ng makabuluhang magkakaibang katatagan sa kapaligiran:

Ang mga purong metal na pelikula (hal., Al, Cr) ay lubhang madaling kapitan ng oksihenasyon nang walang mga proteksiyon na patong.

Ang ilang mga metal o haluang metal na may kulay ay sensitibo sa mahalumigmig at mainit na kapaligiran

Ang refractive index drift sa mga dielectric layer ay direktang nagdudulot ng pagkakaiba-iba ng kulay

Kung walang maayos na dinisenyong metal layer + dielectric protection layer na istraktura, malaki ang tataas na panganib ng pagkupas ng kulay.

2.3 Hindi Sapat na Kontrol sa Kapal ng Pelikula at Kawalang-tatag ng Interference

Ang mga pangdekorasyon at magagamit na kulay ng patong ay kadalasang nalilikha ng mga epekto ng optical interference, na lubhang sensitibo sa kapal ng pelikula.

Mga isyu tulad ng:

Pag-anod ng monitor ng quartz crystal o hindi tamang pagpoposisyon ng sensor

Mga pagbabago-bago sa rate ng deposisyon

Hindi pare-parehong pag-ikot o panangga ng substrate

ay maaaring magresulta sa paglihis ng kapal, na humahantong sa pagkakaiba-iba ng kulay at hindi pagkakapare-pareho ng batch.

2.4 Hindi Sapat na Pagdikit na Nagdudulot ng Micro-Delamination

Kung hindi sapat ang paglilinis ng substrate, o hindi sapat ang pretreatment sa plasma at ion-assisted activation, maaaring mahina ang adhesion sa pagitan ng film at substrate.

Sa ilalim ng thermal cycling, mechanical stress, o pagtanda dahil sa kapaligiran, maaaring magkaroon ng mga micro-crack o localized delamination, na sa makroskopiko ay lumilitaw bilang pagkupas ng kulay o hindi pantay na kulay.

2.5 Kakulangan ng Epektibong Disenyo ng Protective Layer

Sa mga aplikasyon sa interior, ilaw, o mataas na humidity ng sasakyan, ang kawalan ng:

Mga siksik na patong ng proteksyon ng dielectric tulad ng SiO₂ o SiNx

Mga patong na pang-itaas na hindi tinatablan ng daliri (AF) o hindi tinatablan ng pagkasira

direktang inilalantad ang pelikula sa mga atake ng kapaligiran, na nagpapabilis sa pagtanda at pagkupas ng kulay.

3. Mga Solusyon sa Inhinyeriya upang Maiwasan ang Pagkupas ng Kulay
3.1 Pagpapahusay ng Enerhiya ng Deposisyon at Densidad ng Pelikula

Sa pamamagitan ng pag-optimize:

Densidad ng lakas ng pag-sput ng Magnetron

Mga parametro ng ion-assisted deposition (IAD)

Bias at temperatura ng substrate

maaaring mapabuti nang malaki ang densipikasyon ng pelikula, na epektibong pumipigil sa oksihenasyon at pagpasok ng kahalumigmigan.

3.2 Pag-optimize ng Disenyo ng Coating Stack

Ang paggamit ng mga metal reflective layer na sinamahan ng mga multilayer dielectric protection structure ay nagsisiguro ng parehong visual performance at pangmatagalang katatagan ng kapaligiran.

3.3 Pagpapatupad ng Closed-Loop Thickness Monitoring at Control

Ang mga sistema ng pagsubaybay sa quartz crystal na sinamahan ng mga closed-loop control algorithm ay nagsisiguro ng mataas na kakayahang maulit ang kapal at pagkakapare-pareho sa bawat batch.

3.4 Pagpapalakas ng Pretreatment sa Ibabaw at Interface Engineering

Ang paglilinis ng plasma at pag-activate ng ion bombardment ay nagpapahusay sa lakas ng interfacial bonding sa pagitan ng patong at substrate.

4. Konklusyon

Ang pagkupas ng kulay pagkatapos ng vacuum coating ay bihirang sanhi ng iisang error sa parameter. Ito ay resulta ng mga pagkabigo sa antas ng sistema na kinasasangkutan ng pagpili ng materyal, disenyo ng coating stack, at pagkontrol sa proseso.
Sa pamamagitan lamang ng isang holistic na pamamaraan ng inhinyeriya makakamit ang pangmatagalang katatagan ng kulay at pagkakapare-pareho ng malawakang produksyon.

–Ang artikulong ito ay inilathala ngkagamitan sa patong ng vacuumtagagawa ng Zhenhua Vacuum