一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法与流程

本发明涉及激光雷达，特别是一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法。

背景技术：

1、激光雷达是激光主动探测以及测距传感器设备的一种统称，其主要工作原理是通过高频测距和扫描测角实现对目标轮廓三维扫描测量并成像。相比摄像头和毫米波雷达等常见的辅助驾驶传感器，激光雷达具备强大的空间三维分辨能力。激光雷达广泛应用于智能机器人、智能汽车等工业制造业。近年来，随着智能汽车以及自动驾驶的发展，车载激光雷达也得到了迅速发展，为了降低雨、雪、冰、雾等恶劣天气条件对激光雷达视野的影响，这就要求激光雷达视窗具有加热除雾去冰的功能。业内一般是在激光雷达视窗内表面通过pvd沉积一层ito导电膜，然后在ito导电膜上制作电极通电实现加热功能。目前市场上较为成熟的加热型激光雷达视窗一般采用玻璃材质，玻璃材质耐温性能佳，使用高温工艺在玻璃视窗上沉积ito导电膜具有电阻率低、高温下电阻值稳定等优势。但玻璃视窗也存在成本高、易碎、不易塑性等缺点。塑胶材质具有成本低、抗冲击、易于塑性等优点，但塑胶基材上沉积ito导电膜需要使用低温工艺(低于120℃)，低温工艺沉积的ito导电膜通常在高温下电阻稳定性较差，无法满足车规信赖性要求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，制备出的导电减反膜能够在高温下使得电阻值稳定。

2、本发明采用以下技术方案实现：一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，所述导电减反膜包括设置在激光雷达视窗顶部的加强结合膜层，所述加强结合膜层的顶部设置有透明导电膜层，所述透明导电膜层的顶部设置有调节反射率膜层，所述调节反射率膜层的顶部设置有防水膜层；

3、所述方法包括以下步骤：

4、步骤s1、使用超声波清洗机对激光雷达视窗进行清洗，然后进行烘烤处理；

5、步骤s2、将激光雷达视窗放进真空电子束蒸发镀膜机中，在激光雷达视窗表面依次沉积加强结合膜层、透明导电膜层、调节反射率膜层以及防水膜层；

6、步骤s3、在沉积加强结合膜层、透明导电膜层、调节反射率膜层的过程中采用射频离子源产生离子进行轰击正在生长的膜层，沉积防水膜层前将离子源关闭。

7、优选的，所述加强结合膜层为三氧化二铝膜层，所述透明导电膜层为氧化铟锡膜层，所述防水膜层为as膜层；

8、所述调节反射率膜层包括由下至上设置的高折射率膜层以及低折射率膜层，高折射率膜层为氧化锆膜层，低折射率膜层为二氧化硅膜层。

9、优选的，所述步骤s1中，所述烘烤温度为80±5℃，烘烤时长为2小时。

10、优选的，所述步骤s3进一步具体为：沉积三氧化二铝膜层至二氧化硅膜层的过程中射频离子源工作参数如下：

11、三氧化二铝膜层，离子源电压为300v，电流300ma，加速电压600v；

12、氧化铟锡膜层，离子源电压为200v，电流200ma，加速电压500v；

13、氧化锆膜层，离子源电压为400v，电流400ma，加速电压600v；

14、二氧化硅膜层，离子源电压为500v，电流500ma，加速电压600v。

15、优选的，所述步骤s2进一步具体为：沉积各膜层时的真空度为2×10-3pa，镀膜机的镀制真空腔室环境加热温度为80℃。

16、优选的，所述步骤s2进一步具体为：采用晶振膜厚控制仪来控制各膜层的厚度：

17、三氧化二铝膜层，厚度为50.00±0.1nm，沉积速率4埃/秒；

18、所述第二层氧化铟锡膜层，厚度为45.00±0.1nm，沉积速率1.2埃/秒；

19、所述第三层氧化锆膜层，厚度为44.45±0.1nm沉积速率2.5埃/秒；

20、所述第四层二氧化硅膜层，厚度为160.59±0.1nm，沉积速率8埃/秒；

21、所述第五层防水as膜层，厚度为12.00±0.1nm，沉积速率10埃/秒。

22、优选的，激光雷达视窗的折射率为1.58-1.59，所述三氧化二铝膜层的折射率为1.65-1.69，氧化铟锡膜层的折射率为1.8-1.95，氧化锆膜层的折射率为2.02-2.20，二氧化硅膜层的折射率为1.43-1.47，as膜层的折射率为1.48-1.5。

23、本发明的有益效果：

24、(1)良好的减反射效果，在可实现工作波段895-915nm超低反射率(<0.01％)。

25、(2)良好的导电性能，经实测，氧化铟锡膜层方阻可低至30-50ω，能够确保激光雷达视窗拥有良好的加热效果。

26、(3)良好的热稳定性，本发明采用氧化铟锡组成的导电减反膜主体能够直接而有效的提高塑胶激光雷达视窗加热稳定性，在高温测试(105℃)1500h以及高温高湿(85℃，85％rh)1000h测试后，电阻值变化量低于20％，能够有效确保加热效果稳定性。

27、本发明能够制备出的导电减反膜具有可以使用低温沉积，无需高温退火，高温下电阻值稳定的优点。

技术特征：

1.一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述导电减反膜包括设置在激光雷达视窗顶部的加强结合膜层，所述加强结合膜层的顶部设置有透明导电膜层，所述透明导电膜层的顶部设置有调节反射率膜层，所述调节反射率膜层的顶部设置有防水膜层；

2.根据权利要求1所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述加强结合膜层为三氧化二铝膜层，所述透明导电膜层为氧化铟锡膜层，所述防水膜层为as膜层；

3.根据权利要求1所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述烘烤温度为80±5℃，烘烤时长为2小时。

4.根据权利要求2所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s3进一步具体为：沉积三氧化二铝膜层至二氧化硅膜层的过程中射频离子源工作参数如下：

5.根据权利要求2所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2进一步具体为：沉积各膜层时的真空度为2×10-3pa，镀膜机的镀制真空腔室环境加热温度为80℃。

6.根据权利要求2所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2进一步具体为：采用晶振膜厚控制仪来控制各膜层的厚度：

7.根据权利要求2所述的一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，其特征在于：激光雷达视窗的折射率为1.58-1.59，所述三氧化二铝膜层的折射率为1.65-1.69，氧化铟锡膜层的折射率为1.8-1.95，氧化锆膜层的折射率为2.02-2.20，二氧化硅膜层的折射率为1.43-1.47，as膜层的折射率为1.48-1.5。

技术总结
本发明涉及激光雷达技术领域，特别是一种低温沉积激光雷达视窗导电减反膜的制备方法，所述导电减反膜包括设置在激光雷达视窗顶部的加强结合膜层，所述加强结合膜层的顶部设置有透明导电膜层，所述透明导电膜层的顶部设置有调节反射率膜层，所述调节反射率膜层的顶部设置有防水膜层；所述方法包括以下步骤：步骤S1、使用超声波清洗机对激光雷达视窗进行清洗，然后进行烘烤处理；步骤S2、将激光雷达视窗放进真空电子束蒸发镀膜机中，在激光雷达视窗表面依次沉积加强结合膜层、透明导电膜层、调节反射率膜层以及防水膜层；本发明能够制备出的导电减反膜具有可以使用低温沉积，无需高温退火，高温下电阻值稳定的优点。

技术研发人员：廖生君,桂美毅,吴忠平,卢梦飞
受保护的技术使用者：福建富兰光学股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8