Quy trình làm việc của máy phủ quang học thường bao gồm các bước chính sau: tiền xử lý, phủ, giám sát và điều chỉnh màng, làm nguội và loại bỏ. Quy trình cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào loại thiết bị (như máy phủ bay hơi, máy phủ phún xạ, v.v.) và quy trình phủ (như màng đơn lớp, màng đa lớp, v.v.), nhưng nhìn chung, quy trình phủ quang học diễn ra đại khái như sau:
Đầu tiên là giai đoạn chuẩn bị.
Vệ sinh và chuẩn bị các linh kiện quang học:
Trước khi phủ lớp, các thành phần quang học (như thấu kính, bộ lọc, kính quang học, v.v.) cần được làm sạch kỹ lưỡng. Bước này là nền tảng để đảm bảo chất lượng của lớp phủ. Các phương pháp làm sạch thường được sử dụng bao gồm làm sạch bằng sóng siêu âm, tẩy gỉ, làm sạch bằng hơi nước, v.v.
Các thấu kính quang học sạch thường được đặt trên thiết bị quay hoặc hệ thống kẹp của máy phủ để đảm bảo chúng có thể giữ ổn định trong suốt quá trình phủ.
Xử lý sơ bộ buồng chân không:
Trước khi đưa thấu kính quang học vào máy phủ, buồng phủ cần được hút chân không đến một mức độ nhất định. Môi trường chân không có thể loại bỏ hiệu quả các tạp chất, oxy và hơi nước trong không khí, ngăn chúng phản ứng với vật liệu phủ và đảm bảo độ tinh khiết cũng như chất lượng của lớp màng.
Nhìn chung, buồng phủ cần đạt được độ chân không cao (10⁻⁵ đến 10⁻⁶ Pa) hoặc độ chân không trung bình (10⁻³ đến 10⁻⁴ Pa).
Thứ hai, quy trình phủ
Nguồn lớp phủ ban đầu:
Nguồn phủ thường là nguồn bay hơi hoặc nguồn phun phủ. Các nguồn phủ khác nhau sẽ được lựa chọn tùy thuộc vào quy trình phủ và vật liệu.
Nguồn bay hơi: Vật liệu phủ được nung nóng đến trạng thái bay hơi bằng thiết bị gia nhiệt, chẳng hạn như thiết bị bay hơi chùm electron hoặc thiết bị bay hơi gia nhiệt điện trở, để các phân tử hoặc nguyên tử của nó bay hơi và được lắng đọng trên bề mặt của phần tử quang học trong môi trường chân không.
Nguồn phún xạ: Bằng cách đặt điện áp cao, mục tiêu va chạm với các ion, làm bắn phá các nguyên tử hoặc phân tử của mục tiêu, sau đó được lắng đọng trên bề mặt của phần tử quang học để tạo thành một lớp màng.
Quá trình lắng đọng vật liệu màng:
Trong môi trường chân không, vật liệu phủ sẽ bay hơi hoặc bắn ra từ một nguồn (chẳng hạn như nguồn bay hơi hoặc bia) và dần dần lắng đọng lên bề mặt của phần tử quang học.
Tốc độ lắng đọng và độ dày màng cần được kiểm soát chính xác để đảm bảo lớp màng đồng nhất, liên tục và đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Các thông số trong quá trình lắng đọng (như dòng điện, lưu lượng khí, nhiệt độ, v.v.) sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của màng.
Giám sát màng phim và kiểm soát độ dày:
Trong quá trình phủ màng, độ dày và chất lượng của màng thường được theo dõi theo thời gian thực, và các công cụ giám sát thường được sử dụng là cân vi tinh thể thạch anh (QCM) ** và các cảm biến khác, có thể phát hiện chính xác tốc độ lắng đọng và độ dày của màng.
Dựa trên các dữ liệu giám sát này, hệ thống có thể tự động điều chỉnh các thông số như công suất của nguồn phủ, tốc độ dòng khí hoặc tốc độ quay của chi tiết để duy trì tính nhất quán và đồng đều của lớp màng.
Màng nhiều lớp (nếu cần):
Đối với các linh kiện quang học yêu cầu cấu trúc nhiều lớp, quá trình phủ thường được thực hiện từng lớp một. Sau khi lắng đọng mỗi lớp, hệ thống sẽ thực hiện kiểm tra và điều chỉnh độ dày màng nhiều lần để đảm bảo chất lượng của mỗi lớp màng đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chính xác độ dày và loại vật liệu của từng lớp để đảm bảo mỗi lớp có thể thực hiện các chức năng như phản xạ, truyền dẫn hoặc giao thoa trong một dải bước sóng cụ thể.
Thứ ba, làm nguội và lấy ra.
ĐĨA CD:
Sau khi quá trình phủ lớp hoàn tất, các thấu kính và máy phủ lớp cần được làm nguội. Vì thiết bị và các bộ phận có thể trở nên nóng trong quá trình phủ lớp, chúng cần được làm nguội đến nhiệt độ phòng bằng hệ thống làm mát, chẳng hạn như nước làm mát hoặc luồng khí, để tránh hư hỏng do nhiệt.
Trong một số quy trình phủ ở nhiệt độ cao, việc làm mát không chỉ bảo vệ các thành phần quang học mà còn giúp lớp màng đạt được độ bám dính và ổn định tối ưu.
Tháo bỏ thấu kính quang học:
Sau khi quá trình làm nguội hoàn tất, thấu kính quang học có thể được lấy ra khỏi máy phủ.
Trước khi lấy ra, cần kiểm tra hiệu quả lớp phủ, bao gồm độ đồng đều của lớp màng, độ dày màng, độ bám dính, v.v., để đảm bảo chất lượng lớp phủ đáp ứng yêu cầu.
4. Xử lý hậu kỳ (tùy chọn)
Làm cứng màng phim:
Đôi khi lớp màng phủ cần được làm cứng để cải thiện khả năng chống trầy xước và độ bền. Điều này thường được thực hiện bằng các phương pháp như xử lý nhiệt hoặc chiếu xạ tia cực tím.
Vệ sinh phim:
Để loại bỏ các chất gây ô nhiễm, dầu mỡ hoặc các tạp chất khác khỏi bề mặt màng phim, có thể cần thực hiện các bước làm sạch nhỏ, chẳng hạn như lau chùi, xử lý bằng sóng siêu âm, v.v.
5. Kiểm tra và thử nghiệm chất lượng
Kiểm tra hiệu năng quang học: Sau khi quá trình phủ lớp hoàn tất, một loạt các thử nghiệm hiệu năng được thực hiện trên linh kiện quang học, bao gồm độ truyền ánh sáng, độ phản xạ, độ đồng đều của lớp màng, v.v., để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
Kiểm tra độ bám dính: Bằng phương pháp thử băng dính hoặc thử cào, kiểm tra xem độ bám dính giữa màng phim và chất nền có chắc chắn hay không.
Kiểm tra độ ổn định môi trường: Đôi khi cần tiến hành kiểm tra độ ổn định dưới các điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và tia cực tím để đảm bảo độ tin cậy của lớp phủ trong các ứng dụng thực tế.
–Bài viết này được phát hành bởiNhà sản xuất máy phủ chân khôngQuảng Đông Chấn Hoa
Thời gian đăng bài: 24/01/2025