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光学薄膜工艺基础知识培训.ppt

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文档介绍:光学薄膜 工艺参数与影响因素
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第六光学薄膜 工艺参数与影响因素
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1.工艺参数与薄膜性能的关系
2.影响光学性能的因素 3.影响薄膜机械性能的因素 4.影响薄膜环境稳定性的因素
5.总结
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光学薄膜工艺因素
第八页,共15页。
所以工艺因素对膜层内部结构产生了影响,使得对薄膜的各种性能产生影响 ,总结影响如图所示:

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第九页,共15页。
工艺因素对薄膜性能的影响机理大致为:
一. 基片材料
1. 膨胀系数不同 热应力的主要 原因 ;
2. 化学亲和力不同 影响膜层附着力和牢固度;
3. 表面粗糙度和缺陷 散射的主要来源。
二. 基片清洁
残留在基片表面的污物和清洁剂将导致:
1. 膜层对基片的附着力差;
2. 散射吸收增大抗激光损伤能力差;
3. 透光性能变差。


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三. 离子轰击的作用
提高膜层在基片表面的凝聚系数和附着力;提高膜层的聚集密度,氧化物膜层的透过率增加,折射率提高,硬度和抗激光损伤阈值提高。
四. 初始膜料
化学成分(纯度/杂质种类)、物理状态(粉/块)和预处理(真空烧结/锻压)影响膜层结构和性能
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五. 蒸发方法
不同蒸发方法提供给蒸发分子和原子的初始动能差异很大,导致膜层结构有较大差异,表现为折射率、散射、附着力有差异。
六. 蒸发速率
速率是动能的又一表征,它对膜层的折射率、应力、附着力有明显影响。
七. 真空度
对膜层聚集密度,化学成分有影响,从而使膜层的折射率、硬度,牢固性发生变化。
八. 蒸气入射角
影响膜层的生长结构和聚集密度。对膜层的折射率和散射性能有较大影响。一般应限制在30°之内。
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九. 基片温度
宏观反映在膜层折射率、散射、应力、附着力和硬度都会因基片温度的不同而有较大差异。
十. 镀后烘烤处理
有助于应力释放和环境气体分子及膜层分子的热迁移,可使膜层结构重组。因此,可使膜层折射率、应力、硬度有较大改变。
以上所述的10个工艺因素对膜层性能的影响,是依据实际工艺项目和膜层宏观性能统计汇总得出的。
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综合分析结果:
工艺因素对膜层性能的影响,主要集中在四类工艺因素对膜层四种性能的作用上:




显然,成膜原子/分子迁移能和凝聚力的大小,几乎对膜层的所有性能都有影响。因此,PVD技术的发展,几乎都是针对提高成膜粒子迁移能,凝聚力而进行的。
工艺作用
膜层性能
膜料原子
制膜环境
膜与基片
聚集密度
+
+

附着力
+
+

应力
+

+
缺陷
+
+
+
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工艺因素优选
工艺因素优选通常采用正交实验,它是研究和处理多因素实验的方法,它在理论和实践的基础上,利用正交表进行实验,这种方法的优点是能在很多实验条件中找出代表性强的少数条件,通过很少几次实验,找出较优的工艺因素,其步骤如下:
1.定指标、挑因素、选水平;
2.选用正交表、排表;
3.安排实验方案、实验;
4.分析实验数据、选取较优条件。
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