所有產(chǎn)品都有某些固有的弱點(diǎn)，這是由產(chǎn)品及其預(yù)期用途決定的。為在北方氣候條件下使用而制造的汽車必須耐路鹽。房屋涂料必須耐陽光、耐熱、耐寒和潮濕。在每一個(gè)例子中，產(chǎn)品制造商都清楚延長產(chǎn)品壽命的威脅。有了這些信息，尋求提供高水平產(chǎn)品可靠性和產(chǎn)品壽命的制造商將盡一切努力將威脅對預(yù)期產(chǎn)品壽命的影響降至最低。

在過去的三十年里，研究人員已在光學(xué)涂層和光學(xué)組裝技術(shù)方面積累了豐富的工作知識(shí)。在此期間，進(jìn)行了全面的開發(fā)計(jì)劃，以調(diào)查和了解產(chǎn)品故障的原因，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，以消除過早的產(chǎn)品故障，產(chǎn)品故障的主要原因概述如下。

層壓產(chǎn)品-物理分離

所有層壓光學(xué)組件失效的主要原因是組件元件之間的結(jié)合失效。粘結(jié)線失效最初表現(xiàn)為濕氣滲透點(diǎn)的“羽狀化”。羽毛狀外觀是粘合材料與基底不均勻分離造成顏色變化的結(jié)果。在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，分離過程可以繼續(xù)在整個(gè)基板區(qū)域上延伸，允許基板與組件的其余部分分離。然而，物理分離并不意味著光譜失效。許多光學(xué)組件是由穩(wěn)定、堅(jiān)硬的涂層制成的，這些涂層不受濕氣變化的影響。即使在完全分離之后(只要元件在光路內(nèi)被機(jī)械捕獲)，這些類型的組件也可以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)接近原始水平的光譜性能。物理分離的過程可能由許多因素造成。

工藝因素：

基板清洗

粘合過程溫度

粘合材料混合

固化過程溫度

粘合線厚度控制

材料因素：

材料防潮性-固化

材料化學(xué)穩(wěn)定性-未固化

材料保質(zhì)期控制

環(huán)境因素：

在高溫下暴露于循環(huán)高濕度環(huán)境

長時(shí)間接觸溶劑和水

在上述因素中，除環(huán)境因素外，所有因素都可以由制造商控制。由于缺乏控制環(huán)境因素的能力，需一直持續(xù)開發(fā)新材料和工藝，以提高環(huán)境耐久性，并為制成品建立統(tǒng)計(jì)上可靠的可靠性檔案。這些程序確保使用者能夠獲得最新的技術(shù)和有關(guān)使用壽命的準(zhǔn)確信息。

薄膜降解-水分誘導(dǎo)

軟涂層技術(shù)中使用的大多數(shù)蒸發(fā)化學(xué)品在暴露于水中時(shí)表現(xiàn)出一定的分解敏感性。易感性的程度變化很大，從銀中發(fā)現(xiàn)的高水平到硫化鋅的低水平。因此，如果要實(shí)現(xiàn)涂層的最大使用壽命，由這些材料制造的涂層需要一定程度的防潮保護(hù)。當(dāng)濕氣與易受濕氣損壞的涂層材料接觸時(shí)，層壓光學(xué)元件中的薄膜會(huì)退化。當(dāng)水分滲入涂層材料時(shí)，涂層開始變色，通常從高度反射變?yōu)闇啙?。隨著薄膜的物理退化，光譜性能也將開始退化，但速度要慢得多。在加速壽命測試中，觀察到薄膜表現(xiàn)出嚴(yán)重的物理退化，但光譜性能沒有退化。

在可能的情況下，軟涂層產(chǎn)品采用劃線邊框制造，可提供最佳的防潮密封。然而，在某些情況下，由于尺寸限制或極端的集成塊要求，劃線邊界無法納入設(shè)計(jì)。在這些情況下，將根據(jù)指定的使用壽命要求和成本目標(biāo)，使用對濕度較低的軟涂層或適當(dāng)?shù)挠餐繉觼碓O(shè)計(jì)產(chǎn)品。

環(huán)氧樹脂負(fù)感現(xiàn)象

某些環(huán)氧樹脂體系由于長時(shí)間暴露于強(qiáng)紫外線能量而表現(xiàn)出相對較低的抗降解性。這種類型的降解通常僅在使用紫外線透射基板制造的部件上發(fā)現(xiàn)，例如紫外線濾光片。這些環(huán)氧樹脂中的光化學(xué)變化導(dǎo)致樹脂的紫外線透射率降低，從而導(dǎo)致濾光片組件透射率降低。使用改進(jìn)的穩(wěn)定性、紫外線透射環(huán)氧樹脂和我們的氬隙工藝方法克服這一問題的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

物理退化-硬質(zhì)涂層

大多數(shù)硬質(zhì)涂層的設(shè)計(jì)和制造都能抵抗裝配和使用過程中搬運(yùn)造成的損壞，并能承受長期暴露在不利環(huán)境條件下的影響。這些涂層缺乏保護(hù)，造成了涂層失效通常在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，并且本質(zhì)上是災(zāi)難性的。

典型的失效形式包括涂層破裂、龜裂、剝落和起泡。薄弱的涂層可能表現(xiàn)出較差的附著力或較差的耐磨性。硬涂層技術(shù)高度依賴于工藝。用于制造硬涂層的多種工藝中的任何一種工藝的任何變化都可能導(dǎo)致災(zāi)難性的涂層失效。幸運(yùn)的是，在產(chǎn)品裝運(yùn)前完成環(huán)境可靠性測試后，這些類型的故障通常會(huì)變得明顯。

一些硬涂層可以被層壓，但在這些情況下，層壓過程通常被用來形成組件或提供光譜穩(wěn)定性，而不是為涂層提供保護(hù)。

所有的硬質(zhì)涂層在裝運(yùn)前都需經(jīng)過環(huán)境可靠性測試，以確保產(chǎn)品達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命。此外，需保持連續(xù)的過程控制數(shù)據(jù)，以確保所有硬涂層過程保持在統(tǒng)計(jì)控制范圍內(nèi)，從而顯著降低災(zāi)難性故障的概率。

審核編輯 黃宇