玻璃模造模具镀膜特性比较.ppt

精密玻璃模造技術 大綱 玻璃模造技術之應用 玻璃模造製程介紹 模造玻璃材料 硬膜技術 玻璃模造技術之應用 玻璃模造技術對國內產業發展之關聯性 未來幾年非球面玻璃鏡片正值起飛階段，市場需求不虞匱乏，而台灣在近年來已成為全世界光學鏡頭的生產基地，產業群聚效果顯著。硏發模造非球面玻璃鏡片技術可協助國內玻璃成型或模造業者在技術、品質上的改良，更可大幅提升量產能力，帶動整體光學元件產值，使國內光學或光電產品更具國際競争力。 玻璃模造製程介紹 Glass Molding Machine Function and Characteristic The integrated lens array is the best suited lens and is indispensable for the collective lens systems of projection display equipment where the bright image on the screen and the ambient light ratio are the crucial factors. 模造非球面玻離透鏡良率 雖然玻璃模造技術很早提出，也極具量產潛力，但實際上也只是在最近幾年才成功的應用在低成本的非球面透鏡量產製程。光學玻璃模造技術發展受到阻礙的主要因素有二： （一）超硬的精密陶磁模具加工不易，耗時太長 (通常非球面透鏡模仁(含模座)製造過程需約30個工作天)，且鑽石刀具耗損嚴重，極不經濟。 （二）玻璃模造生產流程中，模具和玻璃材料在高溫下接觸並受到極大的壓應力及剪應力，極易加速模具的磨損，使得模具使用壽命受限（模具若未經過表面處理或處理不良僅能維持約50道次的模造加工），也因而增加了生產成本。 研發新一代的高折射率、低軟化溫度的玻璃。 模造時在真空中或保護氣氛下操作，也使得模具氧化及相關的黏著磨損問題獲得改善。 在模具表面進行改質，盡可能的降低模具表面的磨擦與磨損 。 模造玻璃材料 硬膜技術 Design of Protective Coatings for Glass Molding Dies -Materials Viewpoint Applications of DLC Film 模造玻璃透鏡之模具製作流程 產品之風險與對策 --產業變化 可能替代開發產品之技術與產品之說明及因應對策 1). 耐高溫之塑膠玻璃可由射出成型法大量 生產，成本低廉，可能取代部分的低階用途的光學玻離鏡片，但因其熱穏定性及解析度仍遠不及光學玻璃，做好產品區隔應可免除此顧慮。 2). 非球面玻璃鏡片雖然亦可籍由傳統的硏磨拋光法製造，但在量產及產品良率上並不具競争力。非球面玻璃鏡片模造技術雖然門楹較高，但跨越此障礙後產品競争力可大幅提升。 可能面臨的風險及因應對策 1). 模仁鍍膜用靶材不易購得或採購時程太久，須請國內代理商即早準備。 2). 為防犯超精密加工機或玻璃模造機供應商因策略聯盟等因素不再提供後續支援，應及早尋求其他可能的支援。 3). 模造光學玻璃材料供應廠商有限，為確保原料供應穩定無虞應與原料供應商建立較穩固的夥伴關係，或發展較高溫的玻璃模造技術，以確保不受上游材料來源之限制 。 模造非球面玻離透鏡模具壽命 Material Selection Chart Mechanical Properies of Materials H sp2 sp3 ta-C ta-C:H a-C a-C:H HC polymers No films glassy-C Ternary phase diagram Pt-Ir合金抗玻璃沾黏特性佳，故模具使用壽命長。 ○ ◎ ○ △ △ △ × 模具壽命 Pt-Ir列系列合金鍍膜，製程設備及靶材皆較昂貴。 △ △ △ ○ ○ ○ ◎ 鍍膜成本 鍍膜品質穩定性和薄膜成份及鍍膜機台有關。濺鍍法和電漿輔助化學氣相沈積法皆可製作TiN、DLC和 a-C(F)，其中DLC, a-C(F)薄膜中碳是主要成份，易造成腔体污染使鍍膜品質穩定性變差。a-C(F)薄膜中含F，還須特別考慮氣體安全性等問題。鑽石薄膜則須考慮應力及表面拋光問題，不穏定性性高。Pt-Ir貴金屬鍍膜製程穩定性最佳，但須解決附著力間題。 △ ◎ ○ ○ ○ ◎ ◎ 鍍膜品質穩定性 DLC和a-C(F) 內部含有不穩定的碳，高溫時易和玻璃發生反應，碳會迅速的還原玻璃內的氧化物造成模具表面急遽磨損，因此也無法長期有效的保護模具。高溫時僅Pt-Ir系列合金不易與玻璃反應。 ○ ◎ ○ △ × × × 高溫與玻璃反應 模造溫度超過400℃以上時，僅Pt-Ir系列合金及鑽石薄膜能維持化學穩定性