鍍膜機(jī)技術(shù)指標(biāo)

極限真空：8.0×10-5Pa， 基片臺尺寸Φ200mm 可鍍空間Φ300mm×H300mm 可鍍空間Φ500mm×H600mm。

鍍薄膜。

一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)專利目的

《一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)》所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單可靠的能在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)。

一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)技術(shù)方案

《一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)》通過如下技術(shù)方案解決：一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)，包括爐體、轉(zhuǎn)軸、工件轉(zhuǎn)架、轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)、晶振探頭和膜厚控制儀主機(jī)，所述爐體由爐壁、爐體底盤和爐體頂板組成，轉(zhuǎn)軸豎向安裝在爐體中部，上、下端分別與所述爐體頂板、爐體底盤密封安裝，轉(zhuǎn)軸上端穿出所述爐體頂板，膜厚控制儀主機(jī)位于所述爐體頂板上方安裝在所述轉(zhuǎn)軸上端，工件轉(zhuǎn)架安裝在所述轉(zhuǎn)軸上位于爐體內(nèi)部，晶振探頭安裝在所述工件轉(zhuǎn)架上，其電導(dǎo)線和信號線密封穿出所述爐體與所述膜厚控制儀主機(jī)相連，其冷卻水回路密封穿出所述爐體與連接外部供回水系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)接頭相連，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)從爐體外部與所述轉(zhuǎn)軸相連驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述工件轉(zhuǎn)架、膜厚控制儀主機(jī)及晶振探頭隨所述轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動；

所述轉(zhuǎn)軸的上部和下部內(nèi)部均有中空的腔體，所述晶振探頭的電導(dǎo)線和信號線從所述轉(zhuǎn)軸的上部的所述中空的腔體中密封穿出所述爐體，所述冷卻水回路從所述轉(zhuǎn)軸的下部的所述中空的腔體中密封穿出所述爐體，即實現(xiàn)水電的分開傳送，有利于簡化2014年7月之前技術(shù)中電路、水路同處進(jìn)出混雜密集的結(jié)構(gòu)，以便提高可靠性降低故障率。

所述轉(zhuǎn)軸由從下向上依次相連的下傳動軸、向上傳動連接件、萬向聯(lián)軸器、上延伸轉(zhuǎn)軸和上傳動軸組成，所述中空的腔體位于所述下傳動軸和上傳動軸內(nèi)部，所述工件轉(zhuǎn)架安裝在所述下傳動軸上，所述轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述下傳動軸穿出所述爐體底盤的下端相連，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動下傳動軸和工件轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動，有利于提高工件轉(zhuǎn)架的運動穩(wěn)定性且振動小，同時利用萬向聯(lián)軸器向上傳動，萬向聯(lián)軸器保證上、下傳動軸同步轉(zhuǎn)動的同時可自動適應(yīng)上、下傳動軸對中的偏差。

所述下傳動軸內(nèi)部的中空的腔體靠近其上端面的一段直徑增大，為擴(kuò)大腔，所述向上傳動連接件的底面密封地固定在所述下傳動軸的上端面上，所述向上傳動連接件的底面具有伸入所述擴(kuò)大腔的分隔環(huán)，所述下傳動軸內(nèi)部的中空的腔體中設(shè)置有一根進(jìn)水管，所述進(jìn)水管外壁與所述下傳動軸內(nèi)部的中空的腔體的內(nèi)壁之間形成環(huán)形回水道，所述進(jìn)水管的上端伸入所述分隔環(huán)內(nèi)部，其外壁與所述分隔環(huán)的內(nèi)壁之間通過動密封結(jié)構(gòu)相連，使在所述分隔環(huán)內(nèi)部形成進(jìn)水腔，并在所述擴(kuò)大腔與所述分隔環(huán)之間形成回水腔，所述向上傳動連接件上還開有分別與所述進(jìn)水腔和所述回水腔連通的兩個通道，并通過這兩個通道分別與所述晶振探頭的進(jìn)水管路和回水管路相連，所述進(jìn)水管的下端及所述下傳動軸內(nèi)部的中空的腔體的下端口與所述旋轉(zhuǎn)接頭相連。

所述動密封結(jié)構(gòu)由從上至下依次設(shè)置的壓墊、動密封、傳動隔圈、深溝球軸承、傳動隔圈、動密封、壓墊組成，該動密封結(jié)構(gòu)上端由位于所述分隔環(huán)內(nèi)壁上的環(huán)形凸緣、下端由安裝在所述分隔環(huán)開口端內(nèi)壁的壓緊塞壓緊在所述分隔環(huán)內(nèi)部。

所述轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)由電機(jī)和同步輪傳動機(jī)構(gòu)組成，該傳動方式傳動平穩(wěn)防震，有利于提高監(jiān)控的精確性和重復(fù)性。

所述膜厚控制儀主機(jī)的電源端通過銅環(huán)-碳刷機(jī)構(gòu)與外電相連，所述銅環(huán)-碳刷機(jī)構(gòu)具有三個銅環(huán)和三個碳刷，三個所述銅環(huán)圍繞所述上傳動軸同心設(shè)置，三個所述碳刷與三個所述銅環(huán)一一相對，碳刷在其后端彈簧的彈力作用下前端抵在所述銅環(huán)上；

所述銅環(huán)安裝在所述上傳動軸上隨上傳動軸同步轉(zhuǎn)動，所述碳刷位置固定地安裝在所述爐體頂板上方，所述膜厚控制儀主機(jī)的電源端與所述銅環(huán)相連，通過所述碳刷與外電相連；

或所述碳刷安裝在所述上傳動軸上隨上傳動軸同步轉(zhuǎn)動，所述銅環(huán)位置固定地安裝在所述爐體頂板上方且與之絕緣，所述膜厚控制儀主機(jī)的電源端與所述碳刷相連，通過所述銅環(huán)與外電相連。

膜厚控制儀主機(jī)通過銅環(huán)-碳刷機(jī)構(gòu)供電，取代了電池供電的方式，無需定期更換電池，使膜厚控制儀主機(jī)可長時間連續(xù)工作。

所述銅環(huán)和碳刷由一安裝在所述爐體頂板上的保護(hù)罩罩住。

所述膜厚控制儀主機(jī)通過WiFi無線傳輸模塊與位于爐體附近的計算機(jī)通訊。

所述下傳動軸通過下傳動軸座安裝在所述爐體底盤上，所述下傳動軸座呈兩端開口的筒狀，套裝在所述下傳動軸上，外壁上具有徑向向外延伸的環(huán)形凸緣，并通過該環(huán)形凸緣與所述爐體底盤中部開孔的邊緣密封固定，所述下傳動軸座內(nèi)壁靠近其上端開口處具有一環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣上具有一推力軸承，所述推力軸承由所述下傳動軸外壁上的一凸出結(jié)構(gòu)壓裝在其下方的所述環(huán)形凸緣上，所述下傳動軸座內(nèi)部環(huán)形凸緣的下方從上至下依次設(shè)置有墊圈、動密封、下傳動隔圈、深溝球軸承、支承套筒、深溝球軸承、下傳動隔圈、動密封，并在所述下傳動軸座的下端開口處通過下傳動軸座壓蓋將上述各部件壓緊在所述下傳動軸座的內(nèi)腔中，保證下傳動軸與所述下傳動軸座之間實現(xiàn)真空密封的同時還能實現(xiàn)輕巧靈活地轉(zhuǎn)動。

所述上傳動軸通過上傳動軸座安裝在所述爐體頂板上，所述上傳動軸座呈筒狀，筒底中部具有開孔，上傳動軸安裝在上傳動軸座內(nèi)部，下端從所述上傳動軸座筒底的開孔中穿出，上傳動軸座上端開口處具有水平的外翻邊，上傳動軸座通過所述外翻邊與所述爐體頂板中部開孔的邊緣密封固定，上傳動軸座的內(nèi)壁與所述上傳動軸的外壁之間從下至上依次設(shè)有深溝球軸承、傳動隔圈、動密封、傳動隔圈、深溝球軸承，這些部件下端支承在所述上傳動軸座的筒底上，上端內(nèi)、外兩側(cè)分別由位于所述上傳動軸外壁上的環(huán)形外部結(jié)構(gòu)和安裝在所述上傳動軸座上端開口處的軸承壓圈壓緊。

一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)改善效果

《一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)》具有如下有益效果：

1）《一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)》把晶振探頭的冷卻水回路及其電導(dǎo)線與信號線分開分別從爐體的下傳動軸和上傳動軸傳送，改變了集中在上傳動軸傳送的方式，水電分離傳送，簡化了之前上傳動軸龐雜的結(jié)構(gòu)，有利于提高設(shè)備的可靠性，降低故障率；

2）上、下傳動軸之間采用萬向聯(lián)軸器連接，萬向聯(lián)軸器可自動適應(yīng)上、下傳動軸對中的偏差，保證上、下傳動軸同步轉(zhuǎn)動；

3）轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動采用了電機(jī)和同步輪傳動機(jī)構(gòu)，通過同步輪和同步輪帶之間齒牙和齒槽精密嚙合的傳動方式傳動平穩(wěn)防震的特點，提高監(jiān)控的精確性和重復(fù)性；

4）《一種隨工件運動的在位動態(tài)監(jiān)控膜厚的真空光學(xué)鍍膜機(jī)》膜厚控制儀主機(jī)通過銅環(huán)-碳刷機(jī)構(gòu)與外電相連，取代電池供電方式，使膜厚控制儀主機(jī)可長時間連續(xù)工作，不用定期停機(jī)更換電池。

真空鍍膜機(jī)操作程序具體操作時請參照該設(shè)備說明書

和設(shè)備上儀表盤指針顯示及各旋鈕下的標(biāo)注說明。

① 檢查真空鍍膜機(jī)各操作控制開關(guān)是否在"關(guān)"位置。

② 打開總電源開關(guān)，設(shè)備送電。

③ 低壓閥拉出。開充氣閥，聽不到氣流聲后，啟動升鐘罩閥，鐘罩升起。

④ 安裝固定鎢螺旋加熱子。把PVDF薄膜和鋁蓋板固定在轉(zhuǎn)動圓盤上。把鋁絲穿放在螺旋加熱子內(nèi)。清理鐘罩內(nèi)各部位，保證無任何雜質(zhì)污物。

⑤ 落下鐘罩。

⑥ 啟動抽真空機(jī)械泵。

⑦ 開復(fù)合真空計電源（復(fù)合真空計型號：Fzh-1A)。

a.左旋鈕“1”順時針旋轉(zhuǎn)至指向2區(qū)段的加熱位置。

b.低真空表“2”內(nèi)指針順時針移動，當(dāng)指針移動至110mA時，左旋鈕"1"旋轉(zhuǎn)至指向2區(qū)段測量位置。

⑧ 當(dāng)?shù)驼婵毡怼?”內(nèi)指針再次順時針移動至6.7Pa時，低壓閥推入。這時左旋鈕“1”旋轉(zhuǎn)至指向1區(qū)段測量位置。

⑨ 真空鍍膜機(jī)開通冷卻水，啟動擴(kuò)散泵，加熱40min。

⑩ 低壓閥拉出。重復(fù)一次⑦動作程序：左下旋鈕“1”轉(zhuǎn)至指向2區(qū)段測量位置。低真空表“2”內(nèi)指針順時針移動，當(dāng)指針移動至6.7Pa時，開高壓閥（閥桿順時針旋轉(zhuǎn)）。

? 等低真空表“2”內(nèi)指針右移動至0.1Pa時，開規(guī)管燈絲開關(guān)。

a. 發(fā)射、零點測量鈕“9”旋轉(zhuǎn)至指向發(fā)射位置。

b. 左下旋鈕“1”旋轉(zhuǎn)至指向1區(qū)段測量位置。

? 旋轉(zhuǎn)發(fā)射調(diào)節(jié)鈕“4”，使高壓真空表“5”內(nèi)指針指向5。

? 發(fā)射、零點、測量旋鈕“9”旋轉(zhuǎn)至指向零點位置。

? 旋轉(zhuǎn)零點調(diào)節(jié)鈕“10”，讓高壓真空表“5”內(nèi)指針指向0位置。

? 發(fā)射、零點、測量旋鈕“9”旋轉(zhuǎn)至指向測量位置。

? 旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)鈕“3”，讓高壓真空表“5”內(nèi)指針指向10。

? 旋轉(zhuǎn)“倍加器”開關(guān)鈕“8”至指向10-12，當(dāng)高壓真空表“5”內(nèi)指針逆時針左移超過1時，再把“倍加器”開關(guān)旋鈕“8”旋轉(zhuǎn)至指向10-3。

? 當(dāng)高壓真空表“5”內(nèi)指針逆時針移動超過6.7Pa時，開工件旋轉(zhuǎn)鈕開關(guān)，鐘罩內(nèi)被鍍件PVDF膜轉(zhuǎn)動。

? 開蒸發(fā)鈕開關(guān)。把電流分插塞插入蒸發(fā)電極分配孔內(nèi)（設(shè)有1、 2、 3、 4孔，可插入任意一孔）。

? 右手旋轉(zhuǎn)右側(cè)調(diào)壓器手輪，慢慢旋轉(zhuǎn)升壓。

a. 從視鏡窗口觀察鎢螺旋加熱子的加熱溫度顏色變化情況。

b. 當(dāng)鎢螺旋加熱子顏色變成黃橙色，鋁絲開始熔化時，左手操作擋板鈕，移開鎢螺旋上方擋板。

c. 鋁絲全部熔化蒸發(fā)，擋板回原位。

d. 右手旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪回零位。第一次蒸鍍工作完成。

21. 如果再想蒸鍍一次（為了增加電極金屬層厚度）：把電流分插塞撥出插入另一個電極分配孔。重復(fù)?操作動作。

22. 關(guān)閉規(guī)管燈絲開關(guān)。關(guān)閉高壓閥（逆時針轉(zhuǎn)手柄）。關(guān)閉工件旋轉(zhuǎn)。關(guān)閉蒸發(fā)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵鈕至指向擴(kuò)散泵位置。

23. 低壓閥拉出。鐘罩充氣。充氣一段時間，當(dāng)沒有氣.聲時，升鐘罩。

24. 鎢螺旋加熱子內(nèi)加鋁絲。PVDF薄膜調(diào)換另一面向下 （原下面已鍍一層鋁膜面向上）。緊固在轉(zhuǎn)動圓盤上。

25. 落鐘罩。開機(jī)械泵。

a. 左下旋鈕“1”旋轉(zhuǎn)至指向2區(qū)段測量位置。

b. 當(dāng)?shù)蛪赫婵毡怼?”內(nèi)指針順時針移動到6.7Pa時，低壓閥推入。

c. 左下旋鈕“1”旋轉(zhuǎn)至指向1區(qū)段測量位置。

d. 當(dāng)?shù)蛪赫婵毡怼?”內(nèi)指針順時針移動到6.7Pa時，開高壓閥。旋鈕“1”旋轉(zhuǎn)至指向2區(qū)段測量位置。

e. 當(dāng)?shù)蛪赫婵毡怼?”內(nèi)指針順時針移動到指向0.1Pa時，開規(guī)管燈絲。

f. 由?開始重復(fù)操作至? 。

26. PVDF薄膜蒸鍍完鋁層后，按順序關(guān)閉規(guī)管燈絲、高壓閥、機(jī)械泵、擴(kuò)散泵。把低壓閥拉出。鐘罩充氣，充氣完畢后升鐘罩。取出工件，做好鐘罩內(nèi)清理工作。

a. 落下鐘罩。

b. 開機(jī)械泵，抽3~5min，停機(jī)械泵。

c. 切斷供電總開關(guān)。

d. 1h后再關(guān)閉冷卻水。操作全部完成。

27. 正常生產(chǎn)中，如遇到突然停電時，要立即切斷高真空測量，關(guān)閉規(guī)管燈絲，高壓閥、低壓閥拉出。來電后，先讓機(jī)械泵啟動工作3~5min后，再轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

真空鍍膜機(jī)薄膜均勻性概念

1.厚度上的均勻性，也可以理解為粗糙度，在光學(xué)薄膜的尺度上看（也就是1/10波長作為單位，約為100A），真空鍍膜的均勻性已經(jīng)相當(dāng)好，可以輕松將粗糙度控制在可見光波長的1/10范圍內(nèi)，也就是說對于薄膜的光學(xué)特性來說，真空鍍膜沒有任何障礙。 但是如果是指原子層尺度上的均勻度，也就是說要實現(xiàn)10A甚至1A的表面平整，具體控制因素下面會根據(jù)不同鍍膜給出詳細(xì)解釋。

2.化學(xué)組分上的均勻性： 就是說在薄膜中，化合物的原子組分會由于尺度過小而很容易的產(chǎn)生不均勻特性，SiTiO3薄膜，如果鍍膜過程不科學(xué)，那么實際表面的組分并不是SiTiO3，而可能是其他的比例，鍍的膜并非是想要的膜的化學(xué)成分，這也是真空鍍膜的技術(shù)含量所在。 具體因素也在下面給出。

3.晶格有序度的均勻性： 這決定了薄膜是單晶，多晶，非晶，是真空鍍膜技術(shù)中的熱點問題，具體見下。

真空鍍膜機(jī)主要分類

主要分類有兩個大種類： 蒸發(fā)沉積鍍膜和濺射沉積鍍膜，具體則包括很多種類，包括真空離子蒸發(fā)，磁控濺射，MBE分子束外延，溶膠凝膠法等等 。

一、對于蒸發(fā)鍍膜：

一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來。

厚度均勻性主要取決于：

1?；牧吓c靶材的晶格匹配程度

2、基片表面溫度

3. 蒸發(fā)功率，速率

4. 真空度

5. 鍍膜時間，厚度大小。

組分均勻性：

蒸發(fā)鍍膜組分均勻性不是很容易保證，具體可以調(diào)控的因素同上，但是由于原理所限，對于非單一組分鍍膜，蒸發(fā)鍍膜的組分均勻性不好。

晶向均勻性：

1。晶格匹配度

2。 基片溫度

3。蒸發(fā)速率

濺射鍍膜又分為很多種，總體看，與蒸發(fā)鍍膜的不同點在于濺射速率將成為主要參數(shù)之一。

濺射鍍膜中的激光濺射鍍膜pld，組分均勻性容易保持，而原子尺度的厚度均勻性相對較差（因為是脈沖濺射），晶向（外沿）生長的控制也比較一般。