SI-TM818薄膜沉積控制儀
所屬分類：
石英晶體膜厚儀
關鍵詞： SI-TM818薄膜沉積控制儀
產品描述
產品特點：
本機采用我公司專有的高速高精度頻率測量技術、計算機控制技術、高超的軟件編程技術及精湛的設計、加工與裝調水平開發與制造。引入模塊化設計理念，整機實現模塊組合，可為您提供最優化的和最經濟的產品。本產品廣泛應用于光學鍍膜機、OLED 生產線、半導體 IC生產線及其它高精準膜層厚度控制的鍍膜機。整機如下特點：
● 高速高精度測量。采用本公司特有的頻率測量技術，頻率測量分辨率為 0.002Hz（6MHz），測量速度為 10 次/S。
● 高穩定度鍍膜速率控制。本機根據測量出的高精度的鍍膜速率與設定速率，通過PID運算得出輸出功率數據，對鍍膜源輸出功率進行精準控制，實現高穩定度的鍍膜速率控制。
● PID自整定功能。通過本機內置的PID自整定功能，精確測算PID運行參數為實現高穩定度的鍍膜速率控制提供保障。
● 分段預熱控制。在鍍膜之前對鍍膜材料進行分段預熱和勻熱。對材料進行除氣和除雜，從而對也為實現高穩定度的鍍膜速率控制提供保障。
● 終止膜厚控制。控制儀通過對樣品膜層厚度與設定厚度進行比較，來控制樣品擋板或鍍膜源擋板，實現終止膜厚控制。
● 擋板控制。控制儀可以對所連接的樣品擋板、鍍膜源擋板及探頭擋板實現自動或手動的開關控制。
● 電子槍坩堝控制。本控制儀可通過輸入、輸出開關量接口對所連接的不同電子槍坩堝進行選擇操作。
● 可編程自動化控制。通過本控制儀可對鍍膜的整個過程進行程序編輯，以實現全自動鍍膜。
● 支持多種探頭。本控制儀可以連接雙晶片探頭、多晶片探頭以及帶擋板的探頭，并對相應探頭實現控制。
● 支持多種鍍膜源。本控制儀可連接，電子槍、蒸發鍍膜源、磁控濺射靶和多弧源等鍍膜源，并對其實現控制與操作。
● 模塊式結構。本控制儀中測量板、模擬量輸出板、開關關量輸出板、主控制器等實現模塊化設計，根據具體情況可以進行任意組合或增減。甚至測量模塊可以實現高精度與普通精度模塊的混裝。
● 圖形化界面、觸屏操作。本控制儀全部采用圖形化界面，觸屏操作。具有操作便捷、顯示直觀易懂等特點，并可提供在線幫助。
1 產品規格
1.1 測量模塊
| 項目 | 普通精度測量板 | 高精度測量板 | 說明 |
| 測量板輸入通道 | 每塊測量板兩個測量通道，獨立運行控制 | 每臺控制儀最多可安裝 4 塊測量板，并可根據需要普通與高精度板混裝。 | |
| 頻率測量分辨率 | 0.03Hz | 0.002Hz | 當測量頻率為 6MHz |
| 頻率穩定度 | ±0.1Hz | ±0.01Hz | |
| 頻率更新速度 | 10 次/S | 單次測量時間為 100mS | |
| 頻率測量采樣時間 | 0.1~10S | ||
| 膜厚測量分辨率 | 0.1? | 0.01? | 鍍膜材料：“鋁” |
| 速率分辨率 | 0.1?/S | 0.01?/S | |
| 膜厚測量精度 | <0.5% | <0.2% | 水冷探頭，水溫變化<±1℃ |
| 探頭類型 | 單晶片、雙晶片和多晶片 | 可選配擋板 | |
| 晶片初始頻率 | 6MHz | 直徑 14mm | |
1.2 模擬量輸出模塊
輸出通道數量： 8
輸出電平標準： 0~10V 或 0~5V
輸出分辨率： 10mV
穩定度： ±20mV
線性度： ±50mV
最大輸出電流： 5mA
1.3 開關量輸入輸出模塊
1.3.1 開關量輸入口：
輸入口數量： 12CH
輸入電壓標準： DC24V（4mA）
允許輸入范圍： 20.4~28.8V（紋波<5%）
輸入阻抗： 約 5.6KΩ
響應時間： 20mS
1.3.2 開關量輸出口：
輸出口數量： 16CH
輸出類型： 繼電器觸點輸出：8CH； 晶體管集電極開路輸出：8CH
額定負載： DC12、24V（0.5A）
負載電壓范圍：10.2~26.4V
關斷漏電流： <0.1mA
響應時間： <1mS(阻性負載)
1.4 鍍膜工藝程序編輯
程序數量： 50（控制儀中可編輯 50 個程序，可選擇運行）
程序內鍍膜層數： <=128 層
程序內可設置循環次數：<60000 次
預置膜層數量： 50
1.5 顯示與操作
顯示器規格： 7 英寸 TFT 真彩液晶顯示屏
操作方式： 電容式觸摸屏
遠程控制方式： RS485 通訊接口
1.6 其它參數
供電電壓： AC220V
消耗功率： <50W
機箱尺寸： 365x160x160mm
存儲溫度： -20~50℃
使用溫度： 5~35℃
環境溫度： <80%(相對溫度)不結露
海拔高度： 0~2000m
2 工作原理及系統結構
2.1 硬件結構圖
本沉積控制儀內部硬件由 1~4 塊測量PCB、控制 PCB、7 英寸彩色顯示器和供電電源組成。
測量 PCB：通過振蕩器連接傳感器探頭，用于測量晶片的振蕩頻率，通過頻率的變化量計算沉積速率和厚度。為控制 PCB 提供測量數據。本機最多可插入 4 塊測量 PCB，連接8 個傳感器探頭。
控制 PCB：通過數據總線讀取測量 PCB數據，通過計算處理對相應鍍膜源進行控制，實現沉積控制功能。本控制儀可同時實現六個鍍膜源的沉積控制。
顯示器：本機顯示器具有觸摸操作功能，本機的所有操作均可通過此顯示器進行操作和設置。
供電電源：為本機其它部件供電。
2.2 工作原理
2.2.1 系統原理框圖
如下圖所示，本控制儀由測量及探頭控制模塊、探頭選擇與控制切換模塊、主鍍膜控制器控制模塊、共蒸鍍膜控制器控制模塊、鍍膜源選擇控制切換模塊和工藝沉積源控制模塊等組成。具體功能由以后章節分別介紹。
2.2.2 膜厚及鍍膜速率測量原理
如圖所示，石英晶體與振蕩器構成一諧振回路，產生一穩定的振蕩信號。新晶片的振蕩頻率為 6MHz,當晶片上被鍍膜后，由于晶片重量增加其諧振頻率將會降低，此頻率變化由頻率計進行檢測，根據頻率變化率與材料密度和材料聲阻等參數計算出膜厚值。最后由單位時間內膜厚變化量計算出鍍膜速率。
膜厚儀上電后，頻率計啟動測量當前頻率。當'啟停控制'有效時對頻率變化量進行計算，并計算膜厚值和膜厚速率。當'清零控制'有效時，對當前膜厚清零。
當測量模塊選用高精度測量板時，由于此測量板采用恒溫晶體基準源，所以在開機后要有大約 3~5 分鐘的預熱時間。
2.2.3 功率/速率沉積工作原理
2.2.3.1 功率/速率沉積控制原理
2.2.4 終止膜厚控制原理
如上圖所示，在鍍膜過程中將源膜厚值與終止膜厚值進行比較，當源膜厚測量值大于等于終止厚度時，自動關閉樣品擋板、關閉樣品旋轉并關閉膜厚源功率輸出。
在功率沉積和速率沉積方式下，如果終止膜厚設置為0，則關閉終止膜厚控制功能。
2.2.5 單層沉積方式
2.2.6 工藝控制多層鍍膜
如上圖所示，"工藝沉積控制器"讀取沉積工藝表中的層設置數據，根據層設置中的主鍍膜源和共蒸鍍膜源的預置膜層號，從"預置膜層表"中讀取沉積參數寫入相應的"鍍膜源控制器"，然后啟動相關鍍膜的單層鍍膜功能，"鍍膜源控制器"根據寫入的參數完成相關源的單層沉積鍍膜，當所有啟動的鍍膜源完成單層沉積后，"工藝沉積控制器"讀取下一層的設置數據，再將相關的沉積參數寫入"鍍膜源控制器"后啟動單層鍍膜。此過程反復進行，直到完成沉積工藝中的全部膜層后，結束當前沉積工藝的運行。
2.2.6.1 程序運行流程圖
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