Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Загрузку подложки в установку осуществляют в оправке держателя. Поверхности, не подлежащие обработке, экранируют оправкой или асбестом. Поместив держатель с подложкой на нужной высоте, печь постепенно нагревают до рабочей температуры. Скорость нагрева зависит от марки стекла, размеров и формы детали; рабочая температура — от марки стекла и колеблется от 375 до 420° С. Нагрев печи испарителя производят до температур, превышающих на 20—30° С рабочую температуру расплавления двуххлористого олова.
Нанесение покрытия осуществляют при вращении держателя с подложкой в тигле с предварительно расплавленным двуххлористым оловом. В процессе образования покрытия через некоторое время один-два раза осуществляют визуальный контроль цвета с помощью осветителя и зеркальной системы. По достиже-
Рис. 15.3. Печь для нанесения покрытий гидролизом
158
нии установленного заранее цвета производят контроль электрического сопротивления пленки. Измерение сопротивления осуществляют без вращения держателя подложки и с подключением к покрытию вилки с контактом.
Охлаждение детали производят после достижения необходимого сопротивления пленки; печь-испаритель снимают с установки и держатель опускают в нижнее положение.
Визуальным осмотром оценивают качество пленки на равномерность по толщине. В случае отбраковки покрытие удаляют порошком металлического цинка в соляной кислоте. Цинковая пыль и соляная кислота, смешиваясь на поверхности, выделяют атомарный водород, который разрушает пленку без разрушения полированной поверхности.
Нанесение электродов производят одним из двух способов: гальваническим нанесением пленки родия с последующим лужением; выжиганием серебряной пасты.
Просветление токопроводящей пленки осуществляют однослойным покрытием двуокиси кремния гидролизом спиртовых растворов. Токопроводящее покрытие обладает поглощением до 4'% и повышает коэффициент отражения до 18% в зависимости от толщины пленки и марки стекла подложки.
Контроль качества токопроводящей пленки заключается в проверке сопротивления, светопропускания и отражения.
К достоинствам способа относят простоту установки и несложность технологического процесса, а также получение высоких оптических характеристик и достаточной механической прочности покрытий.
Недостатки способа: невозможно наносить покрытия на детали, не допускающие нагрева; сложность нанесения равномерных покрытий на неплоские поверхности; м^лая термостойкость—• до 600° С.
Способ нанесения покрытий испарением веществ в вакууме.
Это наиболее распространенный способ нанесения покрытий; заключается в том, что вещества термически испаряются в высоком вакууме и конденсируются на поверхности подложек. Вакуум необходим, чтобы частицы пара вещества не претерпевали соударений с молекулами остаточных газов при движении к подложке и не изменяли прямолинейности траектории своего движения. В вакуумной камере высотой 500—700 мм создается давление не выше (1,33—0,66) X Ю~3 Па. Вакуумная установка состоит из камеры, в которой наносятся покрытия, откачивающей системы, блоков аппаратуры накала испарителей и обработки подложек тлеющим разрядом, а также из системы контроля толщины слоев. Внутри стеклянного или металлического колпака (рис. 15.4) расположен держатель подложек 1, испарители 4, электрод 2 системы обработки разрядом, экран 3, фотометрическое устройство для контроля пропускания или отражения света. Колпак 13 установлен на фундаментной стеклянной или металлической плите, к которой
№
с другой стороны подведена откачная система. Откачная система состоит из форвакуумного насоса (насоса предварительного вакуума) 8 и баллона 7, клапанов 5, 10, 11 и высоковакуумного диффузионного насоса 6, термопарных 9 и манометрических 12 ламп для измерения вакуума. Технический процесс нанесения покрытий состоит из нескольких операций.
Подготовка подложек заключается в промывке и обезжиривании их этиловым спиртом.
Подготовка вакуумной камеры включает промывку и сушку колпака и технологической оснастки, загрузку испарителей веществом пленок, размещение подложек в оправах оснастки.
Откачивание воздуха из вакуумной камеры до давления 1,33 Па выполняют форва-куумным насосом 8.
Обработку подложек тлеющим разрядом в зависимости от их материала и размеров колпака проводят 3—10 мин при напряжении на электродах 1,5—2,5 кВ и токе 100—200 мА.
Откачивание воздуха из вакуумной камеры и создание высокого вакуума, соответствующего выполняют высоковакуумным
Рис. 15.4. Вакуумная установка
давлениям (1,33—0,66) X10—3 Па, насосом 6, не отключая форвакуумного насоса 8
Испарение вещества происходит под колпаком после откачки воздуха. Предварительно испаряют внешний загрязненный слой вещества при экранировании подложек заслонкой 3. Затем отводят заслонку и испаряемое вещество попадает на подложку. Скорость испарения зависит от материала испаряемого вещества и толщины покрытия. Толщину покрытия или связанные с ней коэффициенты пропускания и отражения контролируют с помощью фотометрического устройства.
Многослойные покрытия наносят поочередно, испаряя вещества из отдельных испарителей.
