您的光学工厂 定义: 镜片表面被腐蚀。在对策时一定要区分是ヤケ还是脏污,才能找出真因。 前言: 光学玻璃的结构:以硅酸盐为主(SiO3 )加上 Mg(镁) Ba(钡 ) K(钾) La (钄) Pb( 铅)等几十种离子混合而成。而 Mg(镁) Ba(钡 ) K(钾) La (钄) Pb(铅)等是活性金属离子,它们是用来调节镜片的折射率(nd)、色散系数(vd)的添加剂.按理论分析正常状态的玻璃的结构是具有均匀性、混合分布各种离子、离子键及化学键。但在加工过程中受各种因素的影响而使镜片结构发生变化(形成硅酸溶胶)。 ヤケ定义: ヤケ即腐蚀、发霉,指镜片研磨完品或膜层上形成化学腐蚀层,从而从镜片表面看与正常状态有颜色差异。ヤケ大致可以分为膜上ヤケ和膜下ヤケ。下列为常见的几种现象:
水纹セ 治具セ 擦拭セ 霉点セ 色差セ
雾状セ 蓝点或绿点セ 白セ 手指印セ 几种相关名词: 1、 镀前ヤケ(镜片表面本身污染/表面腐蚀/水分残留/溶剂残留,镀前已可见): --- 镜片在研磨过程中研磨液(研磨液通常 PH 值 6.5-7.5 但在加工过程会发生变化,由于硅酸盐、金属离子与研磨液发生化学反应,造成 PH 值变化)对镜片的腐蚀,镀前反射光可见灰暗不同现状的痕迹; ---镀前透过光检查为白色雾状; ---研磨完品未及时进行清洗(或擦拭),研磨残留(研磨液或水)对镜片的腐蚀; ---清洗后镜片暴露空气接触水分等太长,镜片受腐蚀; ---洗净烘干时水分残留; ---擦拭时后的溶剂残留;。 2、 镀膜色差:(非ヤケ,镀前不可见) ---因镜片放置在镀膜伞的不同位置,基底温度不均匀;造成镀膜伞上、中、下膜色差异; ---镀膜蒸发源偏离原有设定位置,造成在镀膜伞上中下蒸发膜厚不均匀; ---镀膜使用离子源时,离子覆盖的范围没有调整合适,离子流密度不均匀造成; 3、 膜层脏污:(非ヤケ,镀前不可见) ---膜下脏,指镀前未处理干净,镀膜后形成明显的膜色差异,透过光可见。 ---膜上脏,包括普通可擦拭的脏和难擦拭的脏污;镀膜真空室长期未清洁(洁净度差),膜层致密度低,灰尘、脏污粘付到膜层上时难以擦拭;镀膜后膜层污染,经高温环境后形成膜层脏污; ---因镜片表面研磨表面 Ra(粗糙度)大,镀膜前擦拭可感觉有涩感;镀膜后擦拭表面形成雾状,经超声波洗净后 OK; 4、 膜下ヤケ: ---白ヤケ:镀后在透过光下能见白色雾状层,为镀前产生;镜片表面残留物(研磨保护漆)在真空室经高温烘烤分解,在表面形成白雾层,可用溶剂擦拭去除;镀前不可见; ---镜片表面富含透明残留物经高温烘烤后,与镜片发生反应形成表面剧烈腐蚀;镀前不可见; ---色ヤケ:研磨后不明显,镀膜放置后加重;镀前不可见 ---色斑: 研磨涂保护漆前已研磨好表面残留的水痕、研磨液没有及时去除彻底,涂好保护漆经高温烘烤好在表面形成腐蚀痕; 5、 膜色ヤケ: ---由于膜料特性及镀膜工艺不稳定造成膜层致密性差,镀后吸收水份与 O 2 离子,擦拭无明显变化,烘烤或放置一段时间后会变严重或消失; 可通过测试高温与低温时分光曲线的变化(差异小于 20nm )显现。
---膜层结晶时高温下受损(某一层膜厚太薄≤160A),膜料与基底发生反应,高温下再结晶 时不均匀,形成局部分光特性变化; ---研磨在表面形成不同的折射率区域; ---=镀膜真空室内油污严重,存在大量各类杂质气体,加热后吸附在镜片表面,造成膜层结晶粗糙,膜层在大气中吸附各类气体水分,形成局部分光特性变化, 可通过测试高温与低温时分光曲线的变化(差异小于 20nm )显现; ---已镀膜镜片在擦拭作业后表面残留的溶剂、水痕等没有去除干净,又放入高温环境下烘烤; 6、 雾状:(非ヤケ) ---表面粗糙、半透明,主要因为材质软、研磨量不足或洗净时被化学溶剂腐蚀; ---镜片长期被酸碱强烈腐蚀 7、 黑ヤケ ---镀膜膜料金属氧化物失 O 2 造成(与 O 2 反应不充分,特别是在使用离子源的时候),镜片置于白色背景可见底色;置于富氧环境中高温烘烤后,黑色斑点消失; ---多片研磨使用粘贴胶,没有彻底去除, ---研磨液没有及时去除,镜片表面长期没有得到良好保护,点状腐蚀严重; 8、 细伤痕:(非ヤケ) ---研磨完品表面细(浅)、长、密的伤痕,主要因为材质软、砂挂残留、研磨量不足、研磨纸(粉)选择与配比不恰当,超洗加重潜伤等; ---镜片表面研磨加工时由于研磨液(浓度、PH 值、颗粒、温度)等影响,镜片表面在化学流布的作用下形成光滑表面,但超声波洗净后使潜在伤痕显现,同时伴有研磨液与洗剂的腐蚀; 9、 水纹印ヤケ ---洗净烘干时 IPA 纯度下降,(或其他烘干剂烘干效果不好)水份未及时蒸干; ---洗剂与除油剂经过剩余其他洗槽没有去除彻底,表面残留较多; ---镜片表面水分与残留雾在真空室内, 经高温解析后形成 H + + /OH - ,在镜片表面蒸发与凝结形成表面轻微腐蚀。 ヤケ关联图: 通常处理思路: 一. 目前所有对策都是加快流程,杜绝人为造成镜片表面的污染(手指痕、口水痕、其他污物); 降低表面洁净镜片暴露于大气中被腐蚀的时间;提高膜层 致密度 ; 1、 镀前ヤケ: ---检查方法: ---反射光下“哈汽法”确认有无残留点状痕迹/水纹印; ---强光灯下确认有无脏污/白ヤケ; ---日光灯反光确认镜片有无黑ヤケ; 2、 镀膜色差 ヤケ 不良 ---对策/处理: ---镀膜均匀度调整(镀膜专业人员) 2.1.膜色ヤケ ---对策: ---砂挂条件变更(钻石粒粒度、时间、压力条件、两支加工调整等)-确保砂挂完品表面粗糙度); ---研磨条件变更(加工时间、研磨纸、研磨液(PH、浓度、颗粒度)、温度、压力条件等-确保研磨完品表面粗糙度); ---研磨完品在取出后即时清洁表面残留研磨液与水分,保持表面的洁净度(注意清洁方法与清洁辅料与更换周期); ---镀前处理:使用手工表面返修(单轴机手工返修) ---试验/验证: ---通过反射光下“哈汽法”,镀前检查确认表面光洁度; ---使用透过光旋转检查研磨表面有无白雾、表面研磨刷子状痕迹; ---通过镀前处理(手工返修)后镀制来验证研磨完品表面质量; 3、 膜层脏污: A、膜上脏污: ---对策/处理: ---膜系调整(如加镀 SiO 2 ,膜表面品质提升); ---镀后延长烘烤时间,与镀膜使用离子源辅助镀膜(表面致密度提升); ---镀后防尘措施(改善存放环境,降低泄大气前镜片温度,保持真空室内洁净度); ---防止镀膜后加工工序形成表面污染,如涂墨高温烘烤与粘合 UV 固化加重污染,造成表面脏污; ---擦拭变化,可擦拭与超声波清洗去除; B、膜下脏污: ---对策/处理:---- 镀前处理 ---洗净处理(确认洗剂浓度与 PH 值,提高超声波强度,延长洗净时间,特殊洗净工艺); ---研磨完品在取出后即时清洁表面残留研磨液与水分,保持表面的洁净度(注意清洁方法与清洁辅料与更换周期); ---研磨完品表面手指痕、口水痕、其他污染即时去除; ---手工返修处理(研磨粉、CaCO3+干油等擦拭); ---试验/验证: ---镀前反射光下“哈汽法”确认, ---镀后不可擦拭 4、 膜下ヤケ: ---对策/处理:
---- 镀前处理 ---研磨条件变更(考虑材质对研磨液等调整) ---考虑材质调整研磨工艺: ---采取研磨后直接镀膜工艺:芯取?研磨?手工擦拭、检查?镀膜; ---采取易ヤケ面后加工工艺(避免多片加工、采取单元一个流作业等); ---缩短研磨后到镀膜的时间(检查前置、免洗净); ---研磨完品清擦(吸水棉布,擦拭后达可镀清洁度),二次清擦法,及时更换擦布; ---已擦拭好研磨完品防潮、防湿(研磨后立即泡 IPA,卤素灯烘干+PE 袋+干燥剂等); ---先镀易ヤケ面 ---洗净处理(考虑材质及镜片形状对洗净条件进行调整,如洗净液、镜片放置方向等) ---手工处理(研磨粉、CaCO3+干油等擦拭) ---试验/验证: ---通过手工处理确认镀后品质 ---镀前强光灯下可见、哈气法检查 5、 膜色ヤケ: ---对策/处理: ---镀膜工艺改进(膜层致密度提高(蒸发速率、基底温度、离子源使用、实际真空度、镀膜膜料、真空室的洁净度)); ---使用高能离子去除表面残留污染,例如:使用 SHINCRON SID-1100 镀膜; ---镀前、镀后烘烤时间加长 ---镀后完品防尘、防湿 ---试验/验证: ---一般擦拭不变化(研磨粉、CaCO3 擦拭变化,膜层破坏) ---放置变化(变重/消失) 6、 雾状: ---对策/处理: ---砂挂加工条件改善(钻石粒粒度、时间、压力条件、两支加工调整等)? 确保砂挂完品表面粗糙度); ---研磨条件变更(加工时间、研磨纸、研磨液、压力条件等)? 确保研磨完品表面粗 糙度); ---研磨完后追加黑毛纸抛光; ---洗净条件改善(洗剂、时间、温度等); ---镀膜第一层加 AL 2 O 3 等 ,离子源电压(160V~120V)调整,与离子电流密度增加,离子源反应气体流量适当增加; ---膜层致密度提高; ---试验/验证: ---对不同粗糙度的砂挂完品试验,确认砂挂外观对研磨完品的影响程度 ---通过手擦、洗净两种工艺后的品质确认洗净的影响程度 7、 黑ヤケ ---反射光检查 ---对策 ---镀膜时 O 2 的增加 ---研磨液残留及时去除,表面脏污及时清理 8、 :细伤痕 ---同雾状 9、 水纹ヤケ ---更换烘干剂 - END -
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