所有產(chǎn)品都有某些固有的弱點，這是由產(chǎn)品及其預期用途決定的。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，研究人員已在光學涂層和光學組裝技術方面積累了豐富的工作知識。在此期間，進行了全面的開發(fā)計劃，以調查和了解產(chǎn)品故障的原因，并對設計進行了改進，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

所有層壓光學組件失效的主要原因是組件元件之間的結合失效。粘結線失效最初表現(xiàn)為濕氣滲透點的“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果。在相當長的一段時間內，分離過程可以繼續(xù)在整個基板區(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。許多光學組件是由穩(wěn)定、堅硬的涂層制成的，這些涂層不受濕氣變化的影響。即使在完全分離之后(只要元件在光路內被機械捕獲)，這些類型的組件也可以繼續(xù)實現(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

材料化學穩(wěn)定性-未固化

材料保質期控制

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和有關使用壽命的準確信息。

薄膜降解-水分誘導

軟涂層技術中使用的大多數(shù)蒸發(fā)化學品在暴露于水中時表現(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。當濕氣與易受濕氣損壞的涂層材料接觸時，層壓光學元件中的薄膜會退化。當水分滲入涂層材料時，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計。在這些情況下，將根據(jù)指定的使用壽命要求和成本目標，使用對濕度較低的軟涂層或適當?shù)挠餐繉觼碓O計產(chǎn)品。

環(huán)氧樹脂負感現(xiàn)象

某些環(huán)氧樹脂體系由于長時間暴露于強紫外線能量而表現(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)氧樹脂中的光化學變化導致樹脂的紫外線透射率降低，從而導致濾光片組件透射率降低。使用改進的穩(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)品設計。

物理退化-硬質涂層

大多數(shù)硬質涂層的設計和制造都能抵抗裝配和使用過程中搬運造成的損壞，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，造成了涂層失效通常在短時間內發(fā)生，并且本質上是災難性的。

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致災難性的涂層失效。幸運的是，在產(chǎn)品裝運前完成環(huán)境可靠性測試后，這些類型的故障通常會變得明顯。

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。

所有的硬質涂層在裝運前都需經(jīng)過環(huán)境可靠性測試，以確保產(chǎn)品達到其設計壽命。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)計控制范圍內，從而顯著降低災難性故障的概率。

審核編輯 黃宇