光学镀膜是一种十分复杂、独特的技术,因此出于针对保证产品参数及功能的考量,我们开发了一整套过程控制工艺。所谓过程控制就是根据加工过程中输出的某些数据同预先设定的数据进行评估、对比后,再对加工工艺进行的微调。可靠性测试提供的统计数据是镀膜监控及过程控制工艺中的重要依据,通过对这些数据的分析及反馈,可以提高产品的稳定性或使用寿命。
滤光片的可靠性测试是证实滤光片是否符合生产、设计时针对用户提出的使用寿命及环境要求的唯一有效的方法。
经过可靠性试验得出的数据可以提供足够的信息,对产品的相对寿命进行统计学分析;从而判别是否满足原先设定的要求。
为满足对最严苛的环境测试要求,赓旭光电拥有整套连续式环境测试设备及测试程序。这套程序可以提供各方面的信息,以供质量管理部门、工程研发部门对产品的可靠性及寿命进行判别及分析。以下介绍的测试方法是目前光学行业最常用的一些可靠性测试方法。
耐磨性测试
耐磨性测试主要是针对完全暴露在外的光学薄膜层。根据美国军标MIL-C-48497的规定有两种测试的方法:普通磨损测试及严格磨损测试。普通磨损测试适用于在普通的环境下可以经受清洗或者装配的光学元件,比如普通光电设备上装配的光学元件等。严格磨损测试适用于在不可控环境下暴露在外的光学元件,比如使用在建筑工地上的监控元件等。这些测试的大致介绍如下:
普通磨损测试:使用1/4英寸(6.5mm)、干燥、清洁的棉布垫在镀膜的表面刮擦50下。测试时的压力不小于1磅(0.5公斤)。合格的镀膜层不会产生任何损伤的痕迹,例如:开裂或划痕等。
严格磨损测试:使用符合美国军标MIL-E-12397标准橡皮擦在表面刮擦20下。测试时的压力不小于2到2.5磅(1到1.2公斤)。合格的镀膜层不会产生任何损伤的痕迹,例如:开裂或划痕等。
膜层黏附度测试
顾名思义黏附度测试就是为了考量膜层同基板的结合能力,以及考量相应镀膜工艺是否合格。这类测量主要是针对完全暴露在外的光学镀膜元件。美国军标MIL-C-48497的相关规定如下:
一片1/2英寸(12.7mm)、符合FED L-T-90 1类标准的玻璃胶带紧贴在镀膜光学元件的表面上。当玻璃胶带被快速的撕下来后,表面测试区域内没有损伤的痕迹。
环境测试
环境测试可以提供产品是否可以符合标准的决定结论,同时也可以反映产品的使用寿命。
在美国军标的很多标准中都有相关的环境测试规定,如:MIL-C-675, MIL-M-13508, MIL-C-48497,以及MIL-F-48616。这些标准通常对于决定产品是否符合预定的标准是十分有效的,但是这些测试不能同时预测产品的使用寿命。
美国军标MIL-STD-810E及配套的测试设备除了测量相关的数据外,还可以考量产品的储藏条件、使用条件以及适用的地区、气候条件等等。在此标准中环境条件被定义成8个级别。该测试标准可以模拟各类极端的温度、湿度条件,以及日夜交替的循环条件,用以测试产品的使用极限。如果制造商知道该产品以后使用的环境或区域,就可以通过对测试程序的选择,对产品进行相应的测试,以保证今后使用的寿命。
另外,MIL-STD-810E同时还有一项针对温度/湿度的加速老化测试指标,经过改进后就可以对产品的使用寿命进行加速测试。MIL-STD-810E是目前赓旭光电对所有产品的标准测试项目。
所有针对滤光片使用条件,或者反映使用寿命的测试,都只能作为参考指标。我们不断地努力进行或调整所有的环境测试方法,通过实际数据的对比,以期能够尽量准确地给出更加准确地预测。
高低温循环测试
高低温循环测试主要是为了考量镀膜光学元件是否可以经受环境温度的变化。我们通常使用两种测试标准:美国军标MIL-C-48497和MIL-STD-810E.。
高低温循环测试标准--MIL-C-48497
MIL-C-48497是一种比较常用的测量光学元件环境可靠性的标准。将元件及组件的镀膜面暴露在温度-80+/-2华氏度(-62摄氏度)到160+/-2华氏度(72摄氏度)的环境下各2个小时。两段温度区域交变速度不得超过4华氏度/分钟(2.2摄氏度/分钟)。经过测试后,合格的元件镀膜表面没有开裂,碎裂及起泡等现象,组件本身没有剥离、胶和层软化等现象。
高温测试的方法-MIL-STD-810E, Method 501.3
该项测试是为了考量光学镀膜元件长时间暴露在高温环境下的状况。该项测试有3个不同的级别:普通程序(温度范围:91~110华氏度,即32~43摄氏度);加强程序(温度范围:91~145华氏度,即32~63摄氏度)以及严苛程序(温度范围:91~185华氏度,即32~85摄氏度)。光学元件将被放置在模拟环境中7个循环,每个循环24小时(一共168个小时)。经过测试后,合格的元件镀膜表面没有开裂,碎裂及起泡等现象,组件本身没有剥离、胶和层软化等现象。
低温测试的方法-MIL-STD-810E, Method 502.3
该项测试是为了考量光学镀膜元件长时间暴露在低温环境下的状况。该项测试有3个不同的级别:普通环境(温度范围:-6华氏度,即-21摄氏度);中等环境(温度范围:-27华氏度,即-32摄氏度)以及严苛环境(温度范围:-51华氏度,即-46摄氏度)。光学元件将被放置在模拟环境中7个循环,每个循环24小时(一共168个小时)。经过测试后,合格的元件镀膜表面没有开裂,碎裂及起泡等现象,组件本身没有剥离、胶和层软化等现象。
耐潮性测试
耐潮性测试是用于判定光学薄膜或者元件是否可用于相对较湿润的环境。一般有两种测试方法。美国军标MIL-C-48497是经常用于判定光学薄膜或者元件是否具有基本防潮霉变性能的。美国军标MIL-STD-810E则常用于同步模拟气候环境,以确认是否可用类似的环境中。
耐潮性测试MIL-C-48497
被测元件放入专用烘箱,环境设定为温度120华氏度(49摄氏度),相对湿度为95-100%。经过放置一段时间后,合格的元件镀膜表面没有开裂,碎裂及起泡等现象,组件本身没有剥离、胶和层软化等现象。
耐潮性测试MIL- STD-810E, Method 507.3
普通测试程序:模拟产品使用的自然环境,开放式测试。根据不同地区的特点,有3套不同的子测试程序以供选择。
加强测试程序:模拟运输或储存过程中的通风环境。有两种不同的子测试程序以供选择。
严苛测试程序:将被测样品放置在比自然界更加严苛的温度及湿度的条件下,进行老化测试。