真空镀膜机之成膜控制系统

真空镀膜机薄膜监控目前应用方式比较多，主要有：目视监控法，定（较值）值监控、水晶振荡监控、时间监控等等。本人主要介绍目视监控、定（较值）监控和水晶振荡监控三种。目视监控也叫直接监控，就是采用眼睛监控，因为薄膜在生长的过程中，由于干涉现象会有颜色变化，我们就是根据颜色变化来控制膜厚度的，此种方式有一定的误差，所以不是很准确，需要依靠经验。定值（较值）监控：主要是采用反射式（透过式）光学监控。较值监控法：当膜厚度增加的时候其反射率和穿透率会跟着起变化，当反射率或穿透率走到较值点的时候，就可以知道镀膜之光学厚度ND是监控波长（入）的四分之一的整数倍。但是较值的方法误差比非常大，因为当反射率或者透过率在较值附近变化很慢，亦就是膜厚ND增加很多，R/T才有变化。反映比较灵敏的位置在八分之一波长处。定值监控法：此方法利用停镀点不在监控波长四分之一波位，然后由计算机计算在波长一时总膜厚之反射率（或者穿透率）是多少，此即为停止镀膜点。水晶振荡监控：水晶振荡的工作原理是：利用石英晶体振动频率与其质量成反比的原理工作的。但是石英监控有一个不好之处就是当膜厚增加到一定厚度后，振动频率不全然由于石英本身的特性使厚度与频率之间有线性关系，此时必须使用新的石英振荡片。几种监控方法各有优劣，但通常镀多层膜，会以光学监控为主，石英晶体振荡为辅助的方法。除此之外，对于有些在镀膜过程中需要充入气体的还有流量控制计或者压力控制计，这些需要采用准确的阀门和光电传感系统来控制。在镀膜过程中还需要回转控制系统，就是将伞具的主轴置于轴承里面，然后再利用电机带动轴承，使伞具回转。然后再PLC控制其回转速度。坩埚回转采用电机带动，光电感应计数的方法，遮药板采用气动开关方式转动。为了加快抽气速率，达到一定的真空度，还需要对真空腔进行制冷，就是将真空腔里面的空气冷冻到零下130摄氏度，将真空腔里面的水气冷冻并被泵抽走。电气控制部分主要采用PLC自动控制，就是先在PLC中输入预先设计好的程序，处理器主电路与操作面板上的各空驶系统相连接，当按下操作面板上的开关的时候，信息传递到中点处理器，再由中点控制系统分析并发出指令由支路执行并完成动作。镀膜机是集多门学科的设备，它集成了当今工业较先进的机电技术，控制技术、电气自动化、IT技术、制冷技术，微电路集成系统、高压控制系统、机械技术、加工技术、光电技术、光学技术、气动控制技术、光电传感技术、通讯技术、真空技术、薄膜光学与镀膜技术等等。可以说镀膜机是新兴的产业代表。到今天，镀膜机已经被广泛应用，制镀薄膜尤其广泛，其制作的各种薄膜被应用到各光电系统及光学仪器中，如数码相机、数码摄像机、望远镜、投影机、能量控制、光通讯、显示技术、干涉仪、人造卫星飞弹、半导体激光、微机电系统、信息工业、激光的制作、各种滤光片、照明工业、传感器、建筑玻璃、汽车工业、装饰品、钱币、眼镜片等等，镀膜机器已经与人类的生活紧密联系。一台进口镀膜机造价通常达到300～1000万金额，国产设备目前的造价也在100万左右，进口设备已经完全自动化，整个生产过程都由计算机自动完成，其先进程度优于世界上任何自动化作业模式，由于国内的真空技术起步较晚，加上技术有限，故到目前为止还采用人工操作模式，有些厂商有借鉴进口设备的运作模式，可以达到半自动化作业模式，比如：成都的南光镀膜机器、广东的腾胜镀膜机、宝岛的龙翩镀膜机、北仪真空、沈阳真空等在业界皆有名次。