光学镀膜工艺之离子镀膜
离子镀膜是蒸发镀膜和溅射镀膜两种技术结合而发展起来的一类新镀膜工艺。
离子镀膜有以下特点:
(1)膜层附着力强
高能离子轰击有以下几个方面的作用:
①高能离子轰击对基片表面有清洗作用,可除去其污染层,同时会产生高温。
②与喷丸表面处理效果类似,高能离子轰击可以使基片表面粗糙化,有利于成膜及膜层与基片结合。
③在镀膜初期,当膜层尚未全部覆盖基片时,部分基片原子或分子受到高能离子轰击被溅射出去并被电离,其中部分又返回基片与镀料原子或分子共混形成膜层。这样可以减小由于膜层与基片之间热膨胀系数的不同而产生的热应力,从而提高了膜层的附着力。
④蒸发镀膜的膜层产生的残余应力为拉应力,而高能离子轰击则产生压应力,可以抵消部分拉应力。
⑤高能离子轰击可以促进膜层材料的表面扩散和化学反应,甚至产生注人效应,因而附着力大大增加。
⑥高能离子轰击可以使附着力差的原子或分子产生再溅射而离开基片。
因此,离子镀膜的膜层附着力很强,结合牢固。
(2)膜层密度高
高能离子轰击可以提高镀料粒子在膜层表面的迁移率,有利于获得致密的膜层。
(3)膜层沉积速度快
离子镀膜与蒸发镀膜相比，膜层比较粗糙,而且膜层与基片界面有渗透现象,因此限制了它在光学上的应用。最近发展出了低压反应离子镀膜方法,已经成功应用于低损耗光学薄膜的镀制。它是采用50~60V的低电压和50~60A的大电流,用氧气或其他气体代替氩气实现辉光放电,那么蒸发粒子就可以与电离离子发生化学反应形成化合物薄膜,如二氧化钛(TiO2)、三氧化二铝(Al2O3)等光学薄膜。用低压反应离子镀膜方法镀制的光学薄膜,膜层致密牢固，表面粗糙度远低于高压蒸发离子镀膜方法镀制的光学薄膜。