真空鍍膜產(chǎn)品常見不良分析、改善對(duì)策

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. 真空鍍膜產(chǎn)品常見不良分析、改善對(duì)策 一、膜強(qiáng)度 膜強(qiáng)度是鏡片鍍膜的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是鍍膜工序最常見的不良項(xiàng)。 膜強(qiáng)度的不良（膜弱）主要表現(xiàn)為： ① 擦拭或用專用膠帶拉撕，產(chǎn)生成片脫落； ② 擦拭或用專用膠帶拉撕，產(chǎn)生點(diǎn)狀脫落； ③ 水煮15分鐘后用專用膠帶拉撕產(chǎn)生點(diǎn)狀或片狀脫落； ④ 用專用橡皮頭、1Kg力摩擦40次，有道子產(chǎn)生； ⑤ 膜層擦拭或未擦拭出現(xiàn)龜裂紋、網(wǎng)狀細(xì)道子。 改善思路：基片與膜層的結(jié)合是首要考慮的，其次是膜表面硬度光滑度以及膜應(yīng)力。 膜強(qiáng)度不良的產(chǎn)生原因及對(duì)策： ① 基片與膜層的結(jié)合。 一般情況，在減反膜中，這是膜弱的主要原因。由于基片表面在光學(xué)冷加工及清洗過程中不可避免地會(huì)有一些有害雜質(zhì)附著在表面上，而基片的表面由于光學(xué)冷加工的作用，總有一些破壞層，深入在破壞層的雜質(zhì)（如水汽、油汽、清洗液、擦拭液、拋光粉等，其中水汽為主要），很難以用一般的方法去除干凈，特別對(duì)于親水性好，吸附力強(qiáng)的基片尤其如此。當(dāng)膜料分子堆積在這些雜質(zhì)上時(shí)，就影響了膜層的附著，也就影響了膜強(qiáng)度。 此外，如果基片的親水性差、吸附力差，對(duì)膜層的吸附也差，同樣會(huì)影響膜強(qiáng)度。 硝材化學(xué)穩(wěn)定性差，基片在前加工過程中流轉(zhuǎn)過程中，表面已經(jīng)受到腐蝕，形成了腐蝕層或水解層（也許是局部的、極薄的）。膜層鍍?cè)诟g層或水解層上其吸附就差，膜牢固度不良。 基片表面有臟污、油斑、灰點(diǎn)、口水點(diǎn)等，局部膜層附著不良，造成局部膜牢固度不良。 改善對(duì)策： ㈠ 加強(qiáng)去油去污處理，如果是超聲波清洗，應(yīng)重點(diǎn)考慮去油功能，并保證去油溶液的有效性；如若是手擦，可考慮先用碳酸鈣粉擦拭后再清擦。 ㈡ 加強(qiáng)鍍前烘烤，條件許可，基片溫度能達(dá)到300℃以上更好，恒溫20分鐘以上，盡可能使基片表面的水汽、油汽揮發(fā)。*注意：溫度較高，基片吸附能力加大，也容易吸附灰塵。所以，真空室的潔凈度要提高。否則基片在鍍前就有灰塵附著，除產(chǎn)生其它不良外，對(duì)膜強(qiáng)度也有影響。（真空中基片上水汽的化學(xué)解吸溫度在260℃以上）。但不是所有的零件都需要高溫烘烤，有的硝材溫度高了反而膜強(qiáng)度不高還會(huì)有色斑產(chǎn)生。這與應(yīng)力以及材料熱匹配有較大的關(guān)系。 ㈢ 有條件時(shí)，機(jī)組安裝冷凝機(jī)（PLOYCOLD），除提高機(jī)組真空抽速外，還可以幫助基片水汽、油氣去除。 ㈣ 提高蒸鍍真空度，對(duì)于1米以上的鍍膜機(jī)，蒸鍍啟動(dòng)真空應(yīng)高于3*10-3Pa，鍍膜機(jī)越大，蒸鍍啟動(dòng)真空更高。 ㈤ 有條件時(shí)，機(jī)組安裝離子源，鍍前轟擊，清潔基片表面，鍍膜過程輔助，有利于膜層的密實(shí)牢固。 ㈥ 膜料的去潮，將待用膜料用培養(yǎng)皿盛放在真空室干燥。 ㈦ 保持工作環(huán)境的干燥（包括鏡片擦拭、上傘工作區(qū)），清潔工作環(huán)境時(shí)不能帶入過多的水汽。 ㈧ 對(duì)于多層膜，在膜系設(shè)計(jì)時(shí)，就要考慮第一層膜與基片的匹配，盡可能考慮用Al2O3膜料，該膜料對(duì)大部分基片有較好的吸附力。對(duì)于金屬膜，也可考慮第一層鍍Cr或Cr合金。Cr或Cr合金對(duì)基片也有較好的吸附力。 ㈨ 采取研磨液（拋光液）復(fù)新去除鏡片表面的腐蝕層（水解層） ㈩ 有時(shí)候適當(dāng)降低蒸發(fā)速率對(duì)膜強(qiáng)度的提高有幫助，對(duì)提高膜表面的光滑度有積極意義。 ② 膜層應(yīng)力： 薄膜的成膜過程，是一個(gè)物質(zhì)形態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，不可避免地在成膜后的膜層中會(huì)有應(yīng)力存在，對(duì)于多層膜來(lái)說(shuō)有不同膜料的組合，各膜層體現(xiàn)出的應(yīng)力是有所不同的，有的是張應(yīng)力、有的是壓應(yīng)力，還有膜層及基片的熱應(yīng)力。 應(yīng)力的存在對(duì)膜強(qiáng)度是有害的，輕者是膜層耐不住摩擦，重者，造成膜層的龜裂或網(wǎng)狀細(xì)道子。 對(duì)于減反膜，由于層數(shù)不多，應(yīng)力一般體現(xiàn)不明顯，（但有些硝材的鏡片即便是減反膜也有應(yīng)力問題存在。）而層數(shù)較多的高反膜、濾光膜，應(yīng)力是一個(gè)常見的不良因素，應(yīng)特別注意。 改善對(duì)策： ㈠ 鍍后烘烤，最后一層膜鍍完后，烘烤不要馬上停止，延續(xù) 10分鐘“回火”。讓膜層結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。 ㈡ 降溫時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，退火時(shí)效。減少由于真空室內(nèi)外溫差過大帶來(lái)的熱應(yīng)力。 ㈢ 對(duì)高反膜、濾光膜等在蒸鍍過程中，基片溫度不宜過高，高溫易產(chǎn)生熱應(yīng)力。并且對(duì)氧化鈦、氧化鉭等膜料的光學(xué)穩(wěn)定性有負(fù)面作用。 ㈢ 鍍膜過程離子輔助，減少應(yīng)力。 ㈣ 選擇合適的膜系匹配，第一層膜料與基片的匹配。（如五層減反膜采用Al2O3-ZrO2-Al2O3-Al2O3-ZrO2-MgF2；ZrO2也可以采用SV-5（一種ZrO2 TiO2混和膜料）或其他混合高折射率膜料。。 ㈤ 適當(dāng)減小蒸發(fā)速率（Al2O3-2.5A/S;ZrO2-3A/S;MgF2-6A/S參考速率） ㈥ 對(duì)氧化物膜料全部充氧反應(yīng)鍍，根據(jù)不同膜料控制氧進(jìn)氣量。 ③ 外層膜表面硬度： 減反膜一般外層選用MgF2，該膜層剖面是較松散的柱狀結(jié)構(gòu)，表面硬度不高，容易擦拭出道子。 改善對(duì)策： ㈠ 膜系設(shè)計(jì)允許時(shí)，外層加10nm左右的SiO2層，二氧化硅的表面光滑度優(yōu)于氟化鎂（但二氧化硅表面耐磨度、硬度不如氟化鎂）。鍍后離子轟擊幾分鐘，牢固度效果會(huì)更好。（但表面會(huì)變粗） ㈡ 鏡片出真空室后，放置在較干燥潔凈的地方，防治快速吸潮， 表面硬度降低。 ④ 其它 造成膜強(qiáng)度不良的原因還有，真空度過低（在手動(dòng)控制的機(jī)臺(tái)容易發(fā)生）、真空室臟、基片加熱不到位。 輔助氣體充入時(shí)，膜料也在放氣致使真空度降低，使分子自由程減少，膜層不牢。所以輔助氣體的充入要考慮膜料的放氣，鍍前對(duì)膜料充分預(yù)熔充分放氣，也可以避免由于蒸鍍中膜料放氣造成真空度過度下降，從而影響膜強(qiáng)度。 ⑤ 脫膜 這里的脫膜雖然也是膜弱的一種，但與前述的脫膜有一些區(qū)別，主要特征為：點(diǎn)狀脫膜、邊緣脫膜、局部脫膜。 主要原因使膜內(nèi)有臟或污染物所造成的。 改善方法：提高基片的潔凈度。 二、膜料點(diǎn) 膜料點(diǎn)不良也是鍍膜產(chǎn)品的一個(gè)常見問題，在日企、臺(tái)企把膜料點(diǎn)稱為“斑孔” 顧名思義，膜料點(diǎn)就是蒸鍍中，大顆粒膜料點(diǎn)隨著膜料蒸汽分子一起蒸鍍到了基片的表面，在基片表面形成點(diǎn)狀的突起，有時(shí)是個(gè)別點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)是成片的細(xì)點(diǎn)，大顆粒點(diǎn)甚至可以打傷基片表面。 各種膜料的蒸發(fā)特性是不一樣的，特別是熔點(diǎn)溫度和蒸發(fā)溫度有很大差異 熔點(diǎn)溫度大于蒸發(fā)溫度的材料，由固態(tài)直接氣化蒸發(fā)，是升華材料； 熔點(diǎn)溫度小于蒸發(fā)溫度的材料，由固態(tài)先化成液態(tài)爾后在轉(zhuǎn)換成氣態(tài)蒸發(fā)，是非升華材料； 熔點(diǎn)溫度與蒸發(fā)溫度相當(dāng)?shù)牟牧?，由固態(tài)到氣態(tài)蒸發(fā)，邊融化邊蒸發(fā)。是半升華材料。 其中非升華材料最容易產(chǎn)生膜料點(diǎn)，因?yàn)橐簯B(tài)的膜料繼續(xù)加熱會(huì)沸騰，沸騰中膜料中的氣泡溢出，飛濺膜料點(diǎn)的可能性加大。有時(shí)在材料預(yù)熔時(shí)就有很大的飛濺。 膜料受潮，預(yù)熔或蒸鍍時(shí)水汽逸出，也會(huì)造成飛濺產(chǎn)生。 下表是幾種常用膜料的升華特性 材料名稱 熔點(diǎn)溫度 蒸發(fā)溫度 飛濺可能 備注 ZnS 1900 1100 極小 SiO2 1700 1600 很小 Al2O3 2020 2100 小 ZrO2 2715 2700 小 TiO2 1850 2000 大 Ta2O5 1800 2100 較大 MgF2 1266 1540 大 膜料不純、膜料參雜，即膜料中有了熔點(diǎn)溫度、蒸發(fā)溫度不一致的材料，這也是膜料點(diǎn)產(chǎn)生的原因。 改善思路：選用好的膜料、充分預(yù)溶、控制速率。 改善對(duì)策： ㈠ 選擇雜質(zhì)少的膜料 ㈡ 對(duì)易飛濺的膜料選擇顆粒合適的膜料 ㈢ 膜料在鍍前用網(wǎng)篩篩一下 ㈣ 精心預(yù)熔，MgF2務(wù)必熔透一次蒸鍍所需膜料，而Ta2O5 和TiO2必須徹底熔透。 ㈤ 用一把電子槍鍍制幾種膜料時(shí)，防治坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)中膜料參雜及擋板掉下 膜料渣造成膜料污染。一旦發(fā)現(xiàn)坩堝膜料有污染，應(yīng)立即更換。 ㈥ 盡最大可能使蒸發(fā)舟、坩堝干凈。（勤打掃）。 ㈦ 選擇合適的蒸發(fā)速率及速率曲線的平滑。特別是非升華材料，蒸發(fā)速率不宜高。 ㈧ 膜料去潮，將待用膜料用培養(yǎng)皿盛放在真空室干燥 注意：有時(shí)膜層內(nèi)有一些細(xì)小的點(diǎn)子，有可能不是膜料點(diǎn)，而是灰塵點(diǎn)，處理的方法與膜料點(diǎn)不良是不同的，應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分，分別處理。 三、膜色差異 膜色差異有二種（不包含色斑），一種是整罩上、中、下膜色不一致，即分光測(cè)試曲線有差異；二是單片膜色不一致。 1．上中下膜色不一致稱為整傘（罩）均勻性不好，也稱有傘差。主要產(chǎn)生原因是均勻性修正板（補(bǔ)正板）有問題。 2．傘片變形。也是膜色不勻的原因之一，特別是使用了較久的傘片，以往是均勻的，慢慢變得不均勻了，傘片變形就可能是主要原因了。 3．膜料狀況的不一致，特別是升華和半升華膜料被打偏，挖坑等也會(huì)嚴(yán)重影響整罩和單片的均勻性。特別是有大量手工預(yù)熔時(shí)，各人的操作手法不一，得到的料況也會(huì)不一。 改善思路：充分采用修正板的功能。 改善對(duì)策： ㈠ 調(diào)整修正板，盡量考慮高低折射率膜料的平衡兼容，如果有二個(gè)蒸發(fā)源，可能的條件下，獨(dú)立使用各自的修正板，避免干擾。 ㈡ 條件許可，采用行星夾具。 ㈢ 傘片整形，對(duì)傘片整形可以先加工一個(gè)R基模（選擇強(qiáng)度較高的原材料），在基模上對(duì)傘片整形。為防止減少傘片變形，在傘片訂購(gòu)時(shí)對(duì)傘片的厚度、原材料選擇要合適。 ㈣ 加強(qiáng)傘片管理，特別是擺放時(shí)的管理，防止因擺放不當(dāng)而變形。 ㈤ 改善膜料狀況，特別是電子槍蒸鍍升華、半升華材料時(shí)，不能把膜料打塌，挖坑。 ㈥ 能夠自動(dòng)預(yù)熔的膜料，盡量自動(dòng)預(yù)熔，減少人為因素影響。 ▲ 修正板對(duì)物理膜厚的修正很有效，但對(duì)折射率的修正是力不從心的，所以完全靠修正板解決分光均勻性，是很困難的。 ▲ 如果一個(gè)修正板要對(duì)應(yīng)二把電子槍（蒸發(fā)源）、以及多種膜料，就會(huì)有較大的困難。 對(duì)于單片膜色不均勻產(chǎn)生的原因： 主要是由于基片凹凸嚴(yán)重，與傘片曲率差異較大，基片上部、或下部法線與蒸發(fā)源構(gòu)成的蒸發(fā)角差異較大。造成一片鏡片上各部位接受膜料的條件差異大，形成的膜厚差異大。 另外鏡片被鏡圈（碟片）邊緣部遮擋、鏡圈（碟片）臟在蒸鍍時(shí)污染鏡片等等也會(huì)造成膜色差異問題。 改善思路：改善鏡片邊緣的蒸發(fā)角。 改善對(duì)策： ㈠ 條件許可，用行星夾具； ㈡ 選用傘片平坦（R大）的機(jī)臺(tái)； ㈢ 根據(jù)傘片孔位分布，基片形狀，制作專門的鋸齒形修正板。 ㈣ 如果有可能，把蒸發(fā)源往真空室中間移動(dòng)，也可改善單片的膜色均勻性。 ㈤ 改善鏡圈（碟片），防止遮擋。 ㈥ 注意旋轉(zhuǎn)傘架的相應(yīng)部位對(duì)邊緣鏡片的部分遮擋 ㈦ 清潔鏡圈（碟片） ㈧ 改善膜料蒸發(fā)狀況。 四、膜臟（也稱白壓克） 顧名思義，膜層有臟。一般的膜臟發(fā)生在膜內(nèi)或膜外。臟可以包括：灰塵點(diǎn)、白霧、油斑、指紋印、口水點(diǎn)等。（灰塵點(diǎn)和白霧單列） 改善思路：檢討過程，杜絕臟污染。 改善對(duì)策： ㈠ 送交洗凈或擦拭的鏡片不要有過多的不良附著物； ㈡ 加強(qiáng)鍍前鏡片的洗凈率或擦凈率； ㈢ 改善上傘后待鍍鏡片的擺放環(huán)境，防治污染； ㈣ 養(yǎng)成上傘作業(yè)員的良好習(xí)慣，防治鏡片污染（指紋印、口水點(diǎn)及其它）； ㈦ 加快真空室護(hù)板更換周期； ㈧ 充氣管道清潔，防治氣體充入時(shí)污染； ㈨ 初始排氣防渦流（湍流），初始充氣防過沖； ㈩ 鏡片擺放環(huán)境和搬運(yùn)過程中避免油污、水汽（磨邊、超聲波清洗）污染。 （十一） 工作環(huán)境改造成潔凈車間 （十二） 將鍍膜機(jī)作業(yè)面板和主機(jī)隔開，減少主機(jī)產(chǎn)生的有害物質(zhì)污染鏡片。 四/1、灰點(diǎn)臟 現(xiàn)象：鏡片膜層表面或內(nèi)部有一些點(diǎn)子（不是膜料點(diǎn)）有些可以擦除，有的不能擦除。并且會(huì)有點(diǎn)狀脫膜產(chǎn)生。 產(chǎn)生原因： 1、真空室臟，在開始抽真空時(shí)的空氣渦流將真空室底板、護(hù)板的臟灰?guī)У界R片上，形成灰點(diǎn)層。（膜內(nèi)，不能擦除，會(huì)有點(diǎn)狀脫膜） 2、鏡圈或碟片臟，有浮點(diǎn)灰塵，在離子束作用下附著到了鏡片上形成灰點(diǎn)層。（膜內(nèi)，不能擦除，會(huì)有點(diǎn)狀脫膜） 3、鏡片上傘時(shí)就有灰塵點(diǎn)，上傘時(shí)沒有檢查挑選。（膜內(nèi)，不能擦除，會(huì)有點(diǎn)狀脫膜） 4、鍍制完成后的環(huán)境污染是膜外灰點(diǎn)的主要成因，特別是當(dāng)鏡片熱的時(shí)候，更容易吸附灰塵，而且難以擦除。（膜外） 5、 真空室充氣口環(huán)境臟、開始充氣量過大、充氣過濾器臟，充氣時(shí)鏡片溫度過高也是造成鏡片膜外灰塵點(diǎn)不良的原因。（膜外） 6、 作業(yè)員人為帶來(lái)的灰塵污染（膜內(nèi)膜外） 7、 工作環(huán)境中灰塵過多 改善思路：杜絕灰塵源 改善對(duì)策： ㈠ 工作環(huán)境改造潔凈車間，嚴(yán)格按潔凈車間規(guī)范實(shí)施。 ㈡盡可能做好環(huán)境衛(wèi)生。盡量利用潔凈工作臺(tái)。 ㈢真空室周期打掃，保持清潔。 四/2、膜外白霧 現(xiàn)象：鍍膜完成后，表面有一些淡淡的白霧，用丙酮或混合液擦拭，會(huì)有越擦越嚴(yán)重的現(xiàn)象。用氧化鈰粉擦拭，可以擦掉或減輕，（又稱：可擦拭壓克） 分析：膜外白霧的成因較為復(fù)雜，可能的成因有： ① 膜結(jié)構(gòu)問題：外層膜的柱狀結(jié)構(gòu)松散，外層膜太粗糙； ② 蒸發(fā)角過大，膜結(jié)構(gòu)粗糙。 ③ 溫差：鏡片出罩時(shí)內(nèi)外溫差過大 ④ 潮氣；鏡片出罩后擺放環(huán)境的潮氣 ⑤ 真空室內(nèi)POLYCOLD解凍時(shí)水汽過重 ⑥ 蒸鍍中充氧不完全，膜結(jié)構(gòu)不均勻 ⑦ 膜與膜之間的應(yīng)力 改善思路：膜外白霧成因很多，但各有些特征，盡量對(duì)癥下藥。主要思路，一是把膜做的致密光滑些不容易吸附，二是改善環(huán)境減少吸附的對(duì)象。 改善對(duì)策： ㈠ 改善膜系，外層加二氧化硅，使膜表面光滑，不易吸附。改善鏡片出罩時(shí)的環(huán)境（干燥、清潔） ㈡ 降低出罩時(shí)的鏡片溫度（延長(zhǎng)在真空室的冷卻時(shí)間）減少溫差、降低應(yīng)力。 ㈢ 改善充氧（加大），改善膜結(jié)構(gòu)。 ㈣ 適當(dāng)降低蒸發(fā)速率，改善柱狀結(jié)構(gòu) ㈤ 離子輔助鍍膜，改善膜結(jié)構(gòu) ㈥ 加上polycold解凍時(shí)的小充氣閥（其功能是及時(shí)帶走水汽） ㈦ 從蒸發(fā)源和夾具上想辦法改善蒸發(fā)角。 ㈧ 改善基片表面粗糙度。 ㈨ 注意polycold解凍時(shí)的真空度。 四/3、膜內(nèi)白霧 白霧形成在膜內(nèi)，無(wú)法用擦拭方法祛除。 可能的成因： ① 基片臟，附著前工程的殘留物 ② 鏡片表面腐蝕污染 ③ 膜料與膜料之間、膜料與基片之間的匹配。 ④ 氧化物充氧不夠。 ⑤ 第一層氧化鋯膜料，可能對(duì)某些基片產(chǎn)生白暈現(xiàn)象 ⑥ 基片進(jìn)罩前（洗凈后）受潮氣污染 ⑦ 洗凈或擦拭不良，洗凈痕跡、擦拭痕跡 ⑧ 真空室臟、水氣過重 ⑨ 環(huán)境濕度大 改善思路：基片本身的問題可能是主要的，鍍膜是盡量彌補(bǔ)，鍍膜本身最大的可能是膜料匹配問題。 改善對(duì)策： ㈠改進(jìn)膜系，第一層不用氧化鋯。 ㈡盡量減少真空室開門時(shí)間，罩與罩之間在最短的時(shí)間內(nèi)做好真空室的清潔、鍍膜準(zhǔn)備工作。 ㈢真空室在更換護(hù)板、清潔后，最好能空罩抽真空烘烤一下，更換的護(hù)板等真空室部件必須干燥、干凈。 ㈣改善環(huán)境 ㈤妥善保護(hù)進(jìn)罩前在傘片上的鏡片，免受污染。 ㈥改善洗凈、擦拭效果。 ㈦改善膜匹配（考慮第一層用Al2O3） ㈧改善膜充氧和蒸發(fā)速率（降低） ㈨加快前工程的流程。前工程對(duì)已加工光面的保護(hù)加強(qiáng)。 ㈩拋光加工完成的光面，必須立即清潔干凈，不能有拋光粉或其他雜質(zhì)附著干結(jié)。 五、色斑 色斑（也稱膜色壓克、燒蝕）是指鏡片上的膜色局部變異（一般不規(guī)則）。有膜內(nèi)色斑（含膜層色斑）和膜外色斑二種。 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的局部區(qū)域（如凹鏡片的中心或環(huán)狀區(qū)域等）膜色變異。 色斑產(chǎn)生的原因： 局部折射率變異：所謂膜色是薄膜光譜特性的反映，薄膜光譜分光特性的設(shè)計(jì)和達(dá)成是建立在一定折射率基片的基礎(chǔ)上，如果基片局部折射率改變，那么所鍍的膜層在局部的光譜分光特性也有變化。局部點(diǎn)的膜色就會(huì)有變異，形成膜內(nèi)色斑的。 鍍膜中和鍍膜后由于種種原因，使得膜層的局部折射率變異，形成膜層或膜外色斑。 膜外色斑一般較淺，可以用拋光粉或碳酸鈣分擦掉，如果是中間層或底層膜層局部折射率變異的膜層色斑，就不能用拋光粉或碳酸鈣粉擦拭去掉了。 分辨膜內(nèi)膜層和膜外色斑的一個(gè)有效手段是用拋光粉或碳酸鈣粉擦拭。 膜內(nèi)、膜層、膜外色斑的處理對(duì)策是不同的。 膜內(nèi)色斑產(chǎn)生來(lái)源： 基片上局部折射率改變大都是由于基片局部被腐蝕造成的。腐蝕層一般形成一層極薄的低折射率層。 1． 前道加工過程中工裝夾具、加工方法帶來(lái)的。 這個(gè)局部可能大，也可能小，還可能大部，由此可能會(huì)有大小不等的色斑。這種色斑有一個(gè)特征，色斑的形狀規(guī)則、部位一致、界線分明。 2． 周轉(zhuǎn)、運(yùn)輸、庫(kù)存產(chǎn)生。 有些基底本身的化學(xué)特性較差，如H-ZK9，耐潮、耐酸性能很弱，在前加工過程中不可避免的會(huì)與水接觸，會(huì)與潮濕空氣接觸，形成腐蝕，如果前加工與鍍膜的周期長(zhǎng)（超過5小時(shí)）就容易產(chǎn)生膜內(nèi)色斑，如果是反射膜、紅外截至膜，這種色斑就會(huì)非常明顯，還有可能剛鍍完是良品，若干天后還會(huì)有色斑顯出而成為不良品。 3． 研磨拋光工程在鏡片表面完工后沒有及時(shí)將表面處理干凈，殘留的拋光粉、液等干結(jié)在鏡片表面，對(duì)鏡片產(chǎn)生腐蝕或污染。這種腐蝕或污染不能用洗凈或擦拭的方法祛除，鍍膜后顯現(xiàn)的就是色斑。 4． 研磨拋光所用拋光液的PH值匹配沒有受控，影響鏡片在研磨加工到鍍膜加工之間的化學(xué)穩(wěn)定。 膜層和膜外色斑產(chǎn)生來(lái)源 1．鍍膜后，膜層的空隙中滲透了難以消除的雜質(zhì)，改變了局部膜層的折射率，從而膜外形成色斑。 2．鍍膜過程中，有些高折射率基片的溫度過高，造成局部膜層（也有可能是膜層和基片的結(jié)合部）折射率變異。也會(huì)造成膜層色斑產(chǎn)生。 3．膜系匹配中，有的膜層太薄，結(jié)晶處于不穩(wěn)定狀態(tài)，也可能產(chǎn)生膜層色斑。 4．膜系的膜料選擇與基片材料的匹配不好，也是膜層色般的產(chǎn)生原因之一。 5．機(jī)組的微量返油，在鏡片或膜層中形成局部的極薄的油斑，也是膜層色斑的產(chǎn)生原因，此類色斑處的膜強(qiáng)度一般較差些。 膜內(nèi)色斑改善對(duì)策： 一、 加快研磨（拋光）到鍍膜的周期，減少鏡片被污染腐蝕的幾率，注意：是鏡片的全部拋光面。 二、 拋光加工中，注意對(duì)另一已拋好光的面保護(hù) 三、 注意拋光加工中的工裝、夾具、加工方法，以免造成對(duì)鏡片表面局部腐蝕傷害。 四、 拋光加工完成的光面，必須立即清潔干凈，不能有拋光粉或其他雜質(zhì)附著干結(jié)。 五、 控制研磨拋光液的PH值。 六、 鍍膜前，用拋光粉（氧化鈰、氧化鐵）或碳酸鈣粉（用甘油或水調(diào)和）對(duì)鏡片拋光面復(fù)新。并盡快清潔干凈。 七、 加強(qiáng)鍍前的離子轟擊 八、 對(duì)于可見光區(qū)減反膜，在滿足技術(shù)要求的前提下設(shè)計(jì)制作成單峰形，反射色呈淡綠色，掩蓋色斑 九、 對(duì)于化學(xué)性能較好的鏡片，在清洗前先用退膜液或稀酸液浸泡去除腐蝕斑。 十、 選擇合適的膜層匹配對(duì)色斑改善也有幫助。 十一、 提高基片鍍制時(shí)的溫度，加快水汽的徹底揮發(fā)。（但可能會(huì)有 膜層色斑產(chǎn)生，要根據(jù)具體情況分析對(duì)策。） 十二、 第一層鍍上Al2O3膜層一般會(huì)有好的改善效果。 膜層、膜外色斑改善對(duì)策： 一、 對(duì)減反膜，設(shè)計(jì)條件許可時(shí)，外層加以SiO2層，10nm左右即可（一般的外層膜是MgF2）。使外層趨于光滑、致密，減少有害物質(zhì)的侵蝕。（如果鍍后離子轟擊SiO2層會(huì)粗糙。） 二、 適當(dāng)降低蒸鍍速率（在一定范圍內(nèi)）提高膜層光滑度，減少吸附。 三、 鏡片在出罩后，待冷卻后再下傘和擦拭。 四、 鏡片在出罩后，放置在潔凈干燥的場(chǎng)合待冷卻。減少污染可能。 五、 用碳酸鈣粉，輕擦去除外層附著物。 六、 改善工作環(huán)境的濕度、溫差。 七、 改善充氣口附近的環(huán)境，使充入的大氣干燥、潔凈。 八、 工作人員的個(gè)人衛(wèi)生（口罩、服裝、手套、指套等）改善。 九、 檢討真空室返油狀況，防止返油。 十、 適當(dāng)降低基片溫度；（不能影響膜強(qiáng)度） 十一、 改善膜系，取消太薄的膜層，根據(jù)硝材特性，選擇合適的膜層材料。 六、光譜特性 光學(xué)薄膜產(chǎn)品中，光譜特性不良（分光不良）是一個(gè)常見問題，光譜特性不良是指分光反射（透射）曲線不滿足零件產(chǎn)品技術(shù)要求，是功能性的不良，生產(chǎn)制造中必須嚴(yán)格監(jiān)控。 造成光譜特性不良產(chǎn)生的原因有很多，主要的有： 1. 膜系設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)時(shí)的膜厚、折射率允差太小，試制時(shí)的分光曲線在技 術(shù)要求的邊緣，制造中稍有偏差就導(dǎo)致分光不良。 2. 設(shè)計(jì)的膜料折射率與實(shí)際的折射率有差異，或發(fā)生了變異。 3. 實(shí)鍍的中心波長(zhǎng)（膜厚）與希望達(dá)到的中心波長(zhǎng)（膜厚）有差異，或發(fā)生了變異。（tooling值（也有叫F值）有偏差） 4. 制造中出了差錯(cuò)：如膜料用錯(cuò)、程序用錯(cuò)、預(yù)熔時(shí)沒關(guān)擋板等 5. 工藝條件改變：真空度、充氧量、加熱溫度、蒸發(fā)速率、基片旋轉(zhuǎn)速度、離子輔助條件等。 6. 材料變更，如不同廠家生產(chǎn)的同種光學(xué)材料（基片材料和膜料）在光學(xué)性能化學(xué)性能有所不同（有時(shí)同廠家不同生產(chǎn)批次也有不同），生產(chǎn)過程中（特別是大批量生產(chǎn)）材料突然變更（未作論證），就可能造成分光不良。 7. 用于測(cè)試分光的比較片表面特性變異，造成分光測(cè)試不良（也許鏡片的分光是OK的，可以比較二者的反射膜色）。這也許是容易忽視的一個(gè)問題，又是一個(gè)常見的問題，特別是高折射率的測(cè)試比較片表面形成一層腐蝕層，相當(dāng)于有了一層減反膜（很?。?，膜層不是堆積在基片上，而是堆積在腐蝕層上，于是比較片上的分光就會(huì)不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定。往往比較片加工存放的時(shí)間遠(yuǎn)大于基片，存放的環(huán)境不如鏡片，問題就會(huì)更嚴(yán)重。 8. 機(jī)組工藝穩(wěn)定性差。（抽速不溫、機(jī)組震動(dòng)大、測(cè)試片或晶片抖動(dòng)、旋轉(zhuǎn)不溫、傘片變形、溫度測(cè)量誤差大、加熱功率不穩(wěn)等等） 9. 如果使用晶振控制膜厚的，晶振片的品質(zhì)、晶振片的使用壽命、活性值的變化。同一片晶振片，開始使用的敏感度與使用了一段時(shí)間（如6層減反膜鍍了3罩）敏感度有一些差異，也會(huì)帶來(lái)整體曲線的偏移。 10. 晶控探頭的水冷差，造成晶控不穩(wěn)定、不可靠，膜厚控制不準(zhǔn)確。 11. 剛鍍制完成的測(cè)試與放置一段時(shí)間后的測(cè)試，分光特性會(huì)有差異。 12. 有些膜料的折射率在成膜后還會(huì)有變化（與成膜條件、膜層匹配有關(guān)），會(huì)造成光譜特性的變化。 13. 鏡片折射率變異，有些基片材料，在經(jīng)過超聲波清洗后表面形成一極薄的低折射率層，對(duì)分光特性、膜色也有影響 14. 采用光控時(shí)（非自動(dòng)控制），光量值設(shè)置的不合適，或因?yàn)槟ち险凵渎首兓沟迷O(shè)置的光量值有了偏差，帶來(lái)分光特性的偏差或不穩(wěn)定。 15. 光控中的監(jiān)控片本身有了腐蝕層，影響了光控的走值。 16. 光控中的光信號(hào)不穩(wěn)定（電壓波動(dòng)、接觸不良、電子元器件問題等）影響精度和穩(wěn)定性。 17. 光控中，有的膜層比較薄（特別是第一層比較薄時(shí)）不到一個(gè)峰值，帶來(lái)光控的不準(zhǔn)確性。 18. 非自動(dòng)控制的光控，人為判斷時(shí)誤差。 改善對(duì)策： 一、 設(shè)計(jì)膜系： ●膜系設(shè)計(jì)中選用膜料的折射率應(yīng)與使用膜料使用機(jī)臺(tái)吻合； ●膜系設(shè)計(jì)盡量考慮厚度與折射率允差（各層的厚度及折射率允許偏差1%-2%），特別是敏感層，要有一定的允差（1%） ●控制厚度與實(shí)際測(cè)試厚度的“tooling”值，要準(zhǔn)確，并經(jīng)常確認(rèn)調(diào)整。 ●設(shè)計(jì)的技術(shù)要求必須高于圖紙?zhí)岢龅募夹g(shù)要求。 ●設(shè)計(jì)時(shí)考慮基片變異層折射率變化帶來(lái)的影響。 ●設(shè)計(jì)時(shí)考慮膜料的折射率變化及膜料之間、膜料與基片之間的匹配。 二、 工作現(xiàn)場(chǎng)所用膜料、芯片、硝材生產(chǎn)廠家、型號(hào)一旦確認(rèn)不要經(jīng)常變更，必須變更的應(yīng)該多次確認(rèn)。 三、 杜絕、避免作業(yè)過失的發(fā)生， 四、 加強(qiáng)每罩鏡片的分光測(cè)試監(jiān)控，設(shè)置警戒分光曲線，及時(shí)調(diào)整膜系。 五、 測(cè)試比較片管理加強(qiáng)，確保進(jìn)罩鍍膜的測(cè)試比較片表面無(wú)污染、新鮮、外觀達(dá)到規(guī)定要求。在使用前，對(duì)比較片作一次測(cè)試，測(cè)定其反射率（僅測(cè)一個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)就可以）測(cè)定值與理論之比較，一般測(cè)定值小于理論值（腐蝕層影響），如果二值之間差異較大（比如大于1%）就應(yīng)該考慮對(duì)比較片再?gòu)?fù)新、或更換。 六、 鏡片的分光測(cè)試要在基片完全冷卻后進(jìn)行。 七、 掌握晶控片敏感度變化規(guī)律，及時(shí)修正控制數(shù)據(jù)。晶控片在新的時(shí)候與使用了若干罩后的敏感度是不完全一樣的，芯片的聲阻抗值會(huì)有微小變化。有些晶控儀（如IC5）可以設(shè)置自動(dòng)修正，而大部分晶控儀沒有自動(dòng)修正聲阻抗值的功能。掌握了晶片敏感度的規(guī)律，可以在膜厚設(shè)置上矯正。 八、 改善晶控探頭的冷卻效果，晶片在溫度大于50℃時(shí)，測(cè)量誤差較大。 九、 采用離子輔助鍍膜的工藝，可以提高成膜分光特性的穩(wěn)定性。 十、 檢討該膜系在該機(jī)臺(tái)的光控適用性。 十一、 檢討光控中的人為影響 十二、 經(jīng)常檢查光控的光路、信號(hào)、測(cè)試片等。 十三、 設(shè)計(jì)適用于光控的膜系。 七、光譜分光不良的補(bǔ)救（補(bǔ)色） 分光不良分為二種情況：一是全部膜系鍍制完成后，經(jīng)測(cè)試分光不良，此類不良主要按六節(jié)所述方法處理，一般減反膜難以補(bǔ)救。但對(duì)于高反膜、帶通濾光膜等可以通過加層的方法補(bǔ)救。二是鍍制中途中斷（包括發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤中斷）造成的分光不良，一般都可以通過后續(xù)努力補(bǔ)救。后續(xù)方法正確，補(bǔ)救的成功率比較高。 中斷的原因形式不一： ① 停電， ② 機(jī)器故障 ③ 人為中斷（發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、疑問后中斷） 中段后信息： ㈠ 知道鍍到第幾層，已鍍各層的膜厚； ㈡ 知道鍍到第幾層，最后一層膜的膜厚不確定； ㈢ 不知道鍍了多少。 補(bǔ)救處理： 1． 對(duì)于第㈠種情況，比較好處理，只要確認(rèn)前面鍍的沒錯(cuò)，程序沒有用錯(cuò)，就可以繼續(xù)原來(lái)的程序，要注意的是：如果某一層鍍了一部分繼續(xù)鍍下去時(shí)，交接處要減少一些膜厚（根據(jù)膜料、蒸發(fā)速率決定減少多少，一般是0.2-1nm左右），如果該層剩下的膜厚已不足15-20秒蒸鍍時(shí)，要考慮降低蒸發(fā)速率或干脆不鍍，通過后續(xù)層調(diào)整膜厚解決。 2． 對(duì)于第㈡㈢種情況的處理比較復(fù)雜一些， 模擬：根據(jù)已經(jīng)實(shí)鍍的鏡片（測(cè)試比較片）實(shí)測(cè)分光數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)膜系設(shè)計(jì)程序的優(yōu)化目標(biāo)值，再根據(jù)已經(jīng)掌握的膜系信息輸入，采用倒推法逐層優(yōu)化，模擬出實(shí)際鍍制的膜系數(shù)據(jù)。 *測(cè)試比較片片是指隨鏡片一起鍍制（在傘片上、與鏡片同折射率），用于測(cè)試鍍后分光曲線的平片。 優(yōu)化：再鎖定通過模擬得到的膜系數(shù)據(jù)，通過后續(xù)層膜厚優(yōu)化找到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最佳方案。 試鍍：根據(jù)新優(yōu)化的后續(xù)膜層數(shù)據(jù)，試鍍?nèi)舾社R片（1-2片）或測(cè)試片，確認(rèn)補(bǔ)色膜系的可行性。 補(bǔ)色鍍：對(duì)試鍍情況確認(rèn)后實(shí)施補(bǔ)色鍍。補(bǔ)色鍍前，確認(rèn)基片是否潔凈，防止產(chǎn)生其它不良。 3、其它情況處理： 對(duì)于用錯(cuò)程序，錯(cuò)誤操作（預(yù)熔未關(guān)閉擋板等）人為中斷需要補(bǔ)救的；以及反光膜、濾光膜鍍后需要補(bǔ)救的情況處理方案： ● 模擬：將實(shí)測(cè)分光數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)膜系設(shè)計(jì)程序的優(yōu)化目標(biāo)值。通過計(jì)算機(jī)模擬（一般是最后一層的膜厚確認(rèn)），找到與實(shí)現(xiàn)測(cè)試值結(jié)果相應(yīng)的膜系數(shù)據(jù)。 ● 優(yōu)化：根據(jù)模擬得到的膜系數(shù)據(jù)，輸入產(chǎn)品要求的優(yōu)化目標(biāo)值，通過加層、優(yōu)化后續(xù)膜層的方法，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)一個(gè)補(bǔ)救膜系。 ● 試鍍：確認(rèn)、完善補(bǔ)救膜系效果。 ● 補(bǔ)救鍍：完成補(bǔ)救工作。 八、破邊、炸裂不良 一般的鍍膜會(huì)對(duì)基片加熱，由于基片是裝架在金屬（鋁、銅、不銹鋼）圈、碟內(nèi)，由于鏡圈或碟片與鏡片（基片）的熱膨脹系數(shù)不一致，冷卻過程中會(huì)造成鏡片的破邊或炸裂。 有些大鏡片，由于出罩時(shí)的溫度較高，與室溫的溫差較大，鏡片的熱應(yīng)力作用造成鏡片炸裂或破邊。 有些零件邊緣倒邊的形狀容易造成卡圈而破邊。 改善對(duì)策： ① 夾具（鏡圈、碟片）的設(shè)計(jì)，在尺寸配合上要合理，充分考慮制造誤差帶來(lái)的影響。 ② 注意鏡圈、碟片的變形，已經(jīng)變形的夾具不能使用 ③ 選用合適的夾具材料（非導(dǎo)磁材料、不生銹、耐高溫不變形），不銹鋼較為理想（熱變形系數(shù)?。?，就是加工難度大，價(jià)格貴。 ④ 對(duì)于大鏡片應(yīng)降低出罩時(shí)的溫度，減少溫差，防止炸裂。 ⑤ 如果是鏡圈，可以考慮在鏡圈上開槽，作為緩沖。（鏡圈的使用壽命會(huì)減少很多） 九、劃痕（膜傷） 劃痕是指膜面內(nèi)外有道子，膜內(nèi)的稱劃痕，膜外的稱膜傷。這也是鍍膜品質(zhì)改善中的一個(gè)頑癥，雖然很清楚產(chǎn)生的原因和改善方法，但難以根治。 產(chǎn)生原因： 膜內(nèi)的劃痕： ① 前工程外觀不良?xì)埩?，有些劃痕在鍍膜前不容易發(fā)現(xiàn)，前工程檢驗(yàn)和鍍前上傘檢查都不容易發(fā)現(xiàn)，而在鍍膜后會(huì)將劃痕顯現(xiàn)。 ② 各操作過程中的作業(yè)過失造成鏡片劃痕 ③ 鏡片擺放太密，搬運(yùn)過程中造成互相磕碰形成劃痕 ④ 鏡片的擺放器具、包裝材料造成鏡片表面擦傷 ⑤ 超聲波清洗造成的傷痕 膜外傷痕（膜傷） ① 鏡片的擺放器具、包裝材料造成的膜傷。 ② 鍍后超聲波清洗造成的膜傷。 ③ 各作業(yè)過程作業(yè)過失造成的膜傷。 改善思路：檢討個(gè)作業(yè)過程和相關(guān)器具材料，消除劃痕和膜傷。 改善對(duì)策： ㈠強(qiáng)化作業(yè)員作業(yè)規(guī)范。 ㈡訂立作業(yè)過失清單，監(jiān)督作業(yè)員避免作業(yè)過失。 ㈢改善鏡片擺放間隔 ㈣改善鏡片搬運(yùn)方法 ㈤改善擺放器具、包裝材料。 ㈥改善超聲波清洗工藝參數(shù) ㈦加強(qiáng)前工程檢驗(yàn)和鍍前檢查。 .