一种镀膜监控片及其制备方法与流程

1.本发明涉及光学镀膜领域，尤其涉及一种镀膜监控片及其制备方法。


背景技术：

2.沉积光学薄膜中膜层的厚度监控目前最常用的办法就是光学监控法。当膜层厚度变化时，其反射率和透射率会随着发生变化，当反射率或透射率走到最大或最小值时可知光学厚度为监控波长的1/4整数倍。利用这种办法进行监控为极值法，这是目前光学镀膜机膜厚的主要监控办法。在薄膜制备过程中，膜系层厚的控制精度始终是决定成膜光学特性的一个重要因素。大量的实验表明，对于一个具有高精度要求的多层膜系而言，监控片的选择在很大程度上是该膜系镀制成功与否的一个关键因素。如果镀膜时选择的监控片品质不好，将会导致镀制产品的品质极不稳定，良率低，增加了生产成本。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种镀膜监控片及其制备方法，该镀膜监控片能够跟准确地监控镀膜膜厚以提高产品的良率，降低生产成本。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种镀膜监控片，包括圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置；其中，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角。
5.可选地，所述安全倒角的范围为c0.2～c0.3。
6.可选地，所述镀膜监控片的材料包括玻璃。
7.可选地，所述玻璃的折射率范围为1.51～1.53。
8.可选地，所述镀膜监控片的厚度范围为1.55～2mm。
9.第二方面，本发明实施例提供了一种镀膜监控片的制备方法，包括：
10.选取基体并在所述基体上制备圆形主体；
11.对所述圆形主体进行等离子清洗；
12.将清洗后的圆形主体定位吸附于设置有真空吸附腔的底座上，并通过cnc(computerized numerical control，计算机数控)控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口以形成镀膜监控片；其中，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角；
13.对所述镀膜监控依次进行超声波清洗和等离子清洗。
14.可选地，所述圆环形主体内圆孔与所述定位开口通过圆角过渡。
15.可选地，所述真空吸附腔的真空压力范围设置为-0.6mp～-0.8mpa。
16.可选地，所述磨头包括第一粗砂头部、第一粗砂圆柱部、第二粗砂圆柱部、第一精砂纹谷部及定位开口精修槽，通过cnc控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔
和定位开口以形成镀膜监控片，具体包括：
17.采用第一粗砂圆柱部对所述圆形主体的外形进行修整，并通过第一精砂纹谷部对圆形主体的外形的上下表面进行安全倒角加工；
18.采用第一粗砂头部在在圆形主体的中心位置进行钻孔作业，并采用第一粗砂圆柱部进行扩孔以形成圆环形主体内圆孔；
19.采用第二粗砂圆柱部沿着所述圆环形主体内圆孔的其中一象限点位置加工一通槽，并沿着圆环形主体内圆孔的外径方向加工整圈的通槽，再由第一精砂纹谷部进行圆环形主体内圆孔的上下表面进行安全倒角加工；
20.采用第一粗砂圆柱部加工定位开口，再由定位开口精修槽进行定位开口的上下表面进行安全倒角加工。
21.可选地，还包括：
22.对所述镀膜监控片进行研磨、抛光及清洗。
23.实施本发明实施例包括以下有益效果：本实施例中的镀膜监控片包括圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口，定位开口设置于圆环形主体内圆孔的象限点位置；其中，圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔及定位开口的表面均设置有安全倒角；通过圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口使得镀膜监控片可以稳定的固定于安装托盘及定位卡销，从而准确地监控镀膜膜厚以提高产品的良率，降低生产成本。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的一种镀膜监控片的结构示意图；
25.图2是本发明实施例提供的一种镀膜监控片的制备方法的步骤流程示意图；
26.图3是本发明实施例提供的一种底座的结构框图；
27.图4是本发明实施例提供的一种磨头的结构框图；
28.图5是本发明实施例提供的一种采用磨头修整以形成镀膜监控片的步骤流程示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
30.如图1所示，本发明实施例提供了一种镀膜监控片1，包括圆环形主体外圆环11、圆环形主体内圆孔12和定位开口13，所述定位开口13设置于所述圆环形主体内圆孔12的象限点位置；其中，所述圆环形主体外圆环11、所述圆环形主体内圆孔12及所述定位开口13的表面均设置有安全倒角。
31.具体地，圆环形主体内圆孔12及定位开口13相互配合用于将光学监控片1稳定且精确地固定于安装托盘内，从而准确地监控镀膜膜厚以提高产品的良率，降低生产成本。
32.可选地，所述安全倒角的范围为c0.2～c0.3。
33.可选地，所述镀膜监控片的材料包括玻璃。
34.具体地，本实施例中的玻璃可选用高铝硅酸盐玻璃。
35.可选地，所述玻璃的折射率范围为1.51～1.53。
36.具体地，本实施例中玻璃的折射率确定为1.515。
37.可选地，所述镀膜监控片的厚度范围为1.55～2mm。
38.实施本发明实施例包括以下有益效果：本实施例中的镀膜监控片包括圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口，定位开口设置于圆环形主体内圆孔的象限点位置；其中，圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔及定位开口的表面均设置有安全倒角；通过圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口使得镀膜监控片可以稳定的固定于安装托盘及定位卡销，从而准确地监控镀膜膜厚以提高产品的良率，降低生产成本。
39.如图2所示，本发明实施例提供了一种镀膜监控片的制备方法，其包括的步骤如下所示，包括步骤s100至步骤s400。
40.s100、选取基体并在所述基体上制备圆形主体。
41.具体地，首先选择好基体后，如基体选择透明玻璃，然后通过划片机制备圆形主体。划片机开料时采用的金刚石刀轮角度为130
°
～160
°
；切割压力：1.4～1.8mpa；切割深度：-1.6mm；进刀速度：280～350mm/s。
42.s200、对所述圆形主体进行等离子清洗。
43.具体地，开料后采用等离子清洗工艺进行清洁。设置等离子清洗工艺的工艺参数为：放电功率400～500w，背底真空度10～60pa，工作时间100～600s，第一路加载气体流量为10～50sccm的氩气，第二路加载气体流量为180～300sccm的氧气。
44.s300、将清洗后的圆形主体定位吸附于设置有真空吸附腔的底座上，并通过cnc控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口以形成镀膜监控片；其中，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角。
45.可选地，所述真空吸附腔的真空压力范围设置为-0.6mp～-0.8mpa。
46.具体地，如图3所示，镀膜监控片1使用的cnc的加工底座2包括方形底板21和中心圆环形柱体22。圆环形柱体22包括各至少一个的真空腔凹槽221、抽气孔222和支撑环223。其中镀膜监控片1通过靠脚3平放于支撑环223，镀膜监控片1与真空腔凹槽221、抽气孔222形成真空吸附，进气压力5.0～7.5kg/cm2，真空压力-0.6～-0.8mpa，将光学监控片1稳定吸附于加工底座2。靠脚3采用铝合金加工再经过硬氧处理，增加表面的耐磨度。靠脚3的垂直度和平面度须小于0.02mm，以提高镀膜监控片1的定位精度。最外层支撑环外径比圆环形柱体22外径小1～2mm，避免图4中的磨头4在修整镀膜监控片1的外形时撞击最外层支撑环；且各层支撑环223的厚度以2～4mm为佳，可减少与镀膜监控片1表面的接触，进一步降低对镀膜监控片1外观的损伤。
47.可选地，所述磨头包括第一粗砂头部、第一粗砂圆柱部、第二粗砂圆柱部、第一精砂纹谷部及定位开口精修槽。
48.具体地，如图4所示，磨头4包括第一粗砂头部41、第一粗砂圆柱部42、第二粗砂圆柱部44、第一精砂纹谷部43、定位开口精修槽45。第一粗砂头部41、第一粗砂圆柱部42、第二粗砂圆柱部44的砂粒粒度为400目，所述第一精砂纹谷部43砂粒粒度为800目，所述定位开口精修槽45砂粒粒度为1000目。第一粗砂圆柱部42和定位开口精修槽45的直径为2.0～2.5mm，第二粗砂圆柱部44和第一精砂纹谷部43的直径为7.82～8.15mm。
49.通过cnc控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口以形成镀膜监控片，具体如图5所示，包括步骤s310至步骤s340。
50.s310、采用第一粗砂圆柱部对所述圆形主体的外形进行修整，并通过第一精砂纹谷部对圆形主体的外形的上下表面进行安全倒角加工。
51.具体地，第一粗砂圆柱部42对镀膜监控片1外形进行修整，外径由ф143mm加工至ф142.2mm；所述第一精砂纹谷部43对镀膜监控片1外形的上下表面进行安全倒角加工。
52.s320、采用第一粗砂头部在在圆形主体的中心位置进行钻孔作业，并采用第一粗砂圆柱部进行扩孔以形成圆环形主体内圆孔。
53.具体地，所述第一粗砂头部41在光学监控片1的中心位置进行钻孔作业，所述第一粗砂圆柱部42进行扩孔至ф8.3～8.5mm。
54.s330、采用第二粗砂圆柱部沿着所述圆环形主体内圆孔的其中一象限点位置加工一通槽，并沿着圆环形主体内圆孔的外径方向加工整圈的通槽，再由第一精砂纹谷部进行圆环形主体内圆孔的上下表面进行安全倒角加工。
55.具体地，第二粗砂圆柱部44沿着其中一象限点位置加工一通槽，然后沿着圆环形主体内圆孔的外径方向加工整圈的通槽，再由第一精砂纹谷部43进行圆环形主体内圆孔的上下表面进行安全倒角加工。
56.s340、采用第一粗砂圆柱部加工定位开口，再由定位开口精修槽进行定位开口的上下表面进行安全倒角加工。
57.具体地，第一粗砂圆柱部42加工定位开口13，再由定位开口精修槽45进行定位开口13的上下表面进行安全倒角加工。产品加工的进给速度：30～50mm/s，主轴转速：18000～24000rpm/min。
58.需要说明的是，cnc加工采用超纯水水冷作业，并采用1um的滤芯进行循环过滤，避免其他类油脂性切削液残留于镀膜监控片1表面不易清洗的问题，且具有环保和减少浪费的优点。
59.s400、对所述镀膜监控依次进行超声波清洗和等离子清洗。
60.需要说明的是，镀膜监控片1经过超声波清洗后，采用等离子清洗工艺进行二次清洁。
61.具体地，镀膜监控片1经cnc加工后采用5槽超声波清洗工艺对透明基体进行清洗；其中，第一槽采用强碱性洗剂清洗，强碱性洗剂的ph值为13～14，溶度为4.0～4.5％，密度为1.35
±
0.05g/cm3，电导率≤120us/cm且温度为35～55℃，超声波频率为28khz，清洗时间为4-10min；第二槽和第三槽采用弱碱洗剂清洗，弱碱洗剂的ph值为8～10，溶度为1.5～2.5％，密度为1.05
±
0.05g/cm3，电导率≤95us/cm且温度25～50℃，超声波频率为40khz，清洗时间2～6min；第四槽为超纯水漂洗，超声波频率为40khz，清洗时间2～6min；第五槽至第六槽为超纯水清洗，超声波频率为80khz，清洗时间2～6min；清洗后，利用离心甩干工艺对所述透明基体进行离心脱水，设置离心转速为100～600rpm，离心时间为2～5min。
62.需要说明的是，第一槽的清洗工艺可去除监控片表面附着的较大颗粒异物和霉斑；第二槽、第三槽和第四槽的清洗工艺可去除监控片表面附着的较小颗粒异物和霉斑；第五槽和第六槽的清洗工艺可去除监控片表面附着的微小异物。
63.具体地，开料后采用等离子清洗工艺进行清洁。设置等离子清洗工艺的工艺参数
为：放电功率400～500w，背底真空度10～60pa，工作时间100～600s，第一路加载气体流量为10～50sccm的氩气，第二路加载气体流量为180～300sccm的氧气。
64.可选地，所述圆环形主体内圆孔与所述定位开口通过圆角过渡。
65.具体地，圆环形主体内圆孔与定位开口通过圆角r0.5过渡，避免安装过程产生碰伤及缺口。
66.可选地，还包括：
67.对所述镀膜监控片进行研磨、抛光及清洗。
68.具体地，镀膜监控片1在镀膜监控使用后可采用研磨和抛光工艺对进行减薄，再使用超声波清洗和等离子清洗相结合的方法重复回收使用，具体工艺参数同以上。每次减薄总厚度为0.1～0.2mm，可重复回收使用3～4次。所述研磨加工采用600#～1000#的氧化铈和氧化铝的混合物抛光粉，质量比例为7:3，以提高磨削率和耐磨性。磨削减薄厚度为0.08～0.12mm。所述抛光加工采用1500#～2500#的氧化铈抛光粉，磨削减薄厚度为0.02～0.04m，可去除表面磨削痕，提高监控片的透光性和折射效果。
69.本实施例中，第一、采用精密cnc设备对镀膜监控片的外形及内孔进行加工，各尺寸精度可以控制在
±
0.03mm，使得镀膜监控片可以稳定的固定于安装托盘及定位卡销，不会因为三者之间的间隙大而影响膜厚监控精度，从而提升了膜厚监控的准确性。第二，由于采用超声波清洗和等离子清洗相结合的方法对镀膜监控片表面进行清洁，使监控片的洁净度和材料折射率的一致性，进一步提升膜厚监控的精确性。第三，采用研磨和抛光工艺对已使用过的监控片进行减薄(每次减薄厚度在0.1～0.2mm之间)，进而达到重复回收利用，可明显降低生产成本，提高产品市场竞争力。
70.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种镀膜监控片，其特征在于，包括圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置；其中，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角。2.根据权利要求1所述的镀膜监控片，其特征在于，所述安全倒角的范围为c0.2～c0.3。3.根据权利要求1所述的镀膜监控片，其特征在于，所述镀膜监控片的材料包括玻璃。4.根据权利要求3所述的镀膜监控片，其特征在于，所述玻璃的折射率范围为1.51～1.53。5.根据权利要求1所述的镀膜监控片，其特征在于，所述镀膜监控片的厚度范围为1.55～2mm。6.一种镀膜监控片的制备方法，其特征在于，包括：选取基体并在所述基体上制备圆形主体；对所述圆形主体进行等离子清洗；将清洗后的圆形主体定位吸附于设置有真空吸附腔的底座上，并通过cnc控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口以形成镀膜监控片；其中，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角；对所述镀膜监控依次进行超声波清洗和等离子清洗。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述圆环形主体内圆孔与所述定位开口通过圆角过渡。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空吸附腔的真空压力范围设置为-0.6mp～-0.8mpa。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磨头包括第一粗砂头部、第一粗砂圆柱部、第二粗砂圆柱部、第一精砂纹谷部及定位开口精修槽，通过cnc控制磨头修整圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口以形成镀膜监控片，具体包括：采用第一粗砂圆柱部对所述圆形主体的外形进行修整，并通过第一精砂纹谷部对圆形主体的外形的上下表面进行安全倒角加工；采用第一粗砂头部在在圆形主体的中心位置进行钻孔作业，并采用第一粗砂圆柱部进行扩孔以形成圆环形主体内圆孔；采用第二粗砂圆柱部沿着所述圆环形主体内圆孔的其中一象限点位置加工一通槽，并沿着圆环形主体内圆孔的外径方向加工整圈的通槽，再由第一精砂纹谷部进行圆环形主体内圆孔的上下表面进行安全倒角加工；采用第一粗砂圆柱部加工定位开口，再由定位开口精修槽进行定位开口的上下表面进行安全倒角加工。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：对所述镀膜监控片进行研磨、抛光及清洗。

技术总结
本发明公开了一种镀膜监控片及其制备方法，该镀膜监控片包括圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口，所述定位开口设置于所述圆环形主体内圆孔的象限点位置；其中，所述圆环形主体外圆环、所述圆环形主体内圆孔及所述定位开口的表面均设置有安全倒角。本发明实施例通过圆环形主体外圆环、圆环形主体内圆孔和定位开口使得镀膜监控片可以稳定的固定于安装托盘及定位卡销，从而准确地监控镀膜膜厚以提高产品的良率，降低生产成本，可广泛应用于光学镀膜领域。用于光学镀膜领域。用于光学镀膜领域。


技术研发人员：何伟峰 门枫 温勇健 刘志雄
受保护的技术使用者：重庆佳禾光电科技有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8