SI-TM818薄膜沉积控制仪
所属分类：
石英晶体膜厚仪
关键词： SI-TM818薄膜沉积控制仪
产品描述
产品特点：
本机采用我公司专有的高速高精度频率测量技术、计算机控制技术、高超的软件编程技术及精湛的设计、加工与装调水平开发与制造。引入模块化设计理念，整机实现模块组合，可为您提供最优化的和最经济的产品。本产品广泛应用于光学镀膜机、OLED 生产线、半导体 IC生产线及其它高精准膜层厚度控制的镀膜机。整机如下特点：
● 高速高精度测量。采用本公司特有的频率测量技术，频率测量分辨率为 0.002Hz（6MHz），测量速度为 10 次/S。
● 高稳定度镀膜速率控制。本机根据测量出的高精度的镀膜速率与设定速率，通过PID运算得出输出功率数据，对镀膜源输出功率进行精准控制，实现高稳定度的镀膜速率控制。
● PID自整定功能。通过本机内置的PID自整定功能，精确测算PID运行参数为实现高稳定度的镀膜速率控制提供保障。
● 分段预热控制。在镀膜之前对镀膜材料进行分段预热和匀热。对材料进行除气和除杂，从而对也为实现高稳定度的镀膜速率控制提供保障。
● 终止膜厚控制。控制仪通过对样品膜层厚度与设定厚度进行比较，来控制样品挡板或镀膜源挡板，实现终止膜厚控制。
● 挡板控制。控制仪可以对所连接的样品挡板、镀膜源挡板及探头挡板实现自动或手动的开关控制。
● 电子枪坩埚控制。本控制仪可通过输入、输出开关量接口对所连接的不同电子枪坩埚进行选择操作。
● 可编程自动化控制。通过本控制仪可对镀膜的整个过程进行程序编辑，以实现全自动镀膜。
● 支持多种探头。本控制仪可以连接双晶片探头、多晶片探头以及带挡板的探头，并对相应探头实现控制。
● 支持多种镀膜源。本控制仪可连接，电子枪、蒸发镀膜源、磁控溅射靶和多弧源等镀膜源，并对其实现控制与操作。
● 模块式结构。本控制仪中测量板、模拟量输出板、开关关量输出板、主控制器等实现模块化设计，根据具体情况可以进行任意组合或增减。甚至测量模块可以实现高精度与普通精度模块的混装。
● 图形化界面、触屏操作。本控制仪全部采用图形化界面，触屏操作。具有操作便捷、显示直观易懂等特点，并可提供在线帮助。
1 产品规格
1.1 测量模块
| 项目 | 普通精度测量板 | 高精度测量板 | 说明 |
| 测量板输入通道 | 每块测量板两个测量通道，独立运行控制 | 每台控制仪最多可安装 4 块测量板，并可根据需要普通与高精度板混装。 | |
| 频率测量分辨率 | 0.03Hz | 0.002Hz | 当测量频率为 6MHz |
| 频率稳定度 | ±0.1Hz | ±0.01Hz | |
| 频率更新速度 | 10 次/S | 单次测量时间为 100mS | |
| 频率测量采样时间 | 0.1~10S | ||
| 膜厚测量分辨率 | 0.1Å | 0.01Å | 镀膜材料：“铝” |
| 速率分辨率 | 0.1Å/S | 0.01Å/S | |
| 膜厚测量精度 | <0.5% | <0.2% | 水冷探头，水温变化<±1℃ |
| 探头类型 | 单晶片、双晶片和多晶片 | 可选配挡板 | |
| 晶片初始频率 | 6MHz | 直径 14mm | |
1.2 模拟量输出模块
输出通道数量： 8
输出电平标准： 0~10V 或 0~5V
输出分辨率： 10mV
稳定度： ±20mV
线性度： ±50mV
最大输出电流： 5mA
1.3 开关量输入输出模块
1.3.1 开关量输入口：
输入口数量： 12CH
输入电压标准： DC24V（4mA）
允许输入范围： 20.4~28.8V（纹波<5%）
输入阻抗： 约 5.6KΩ
响应时间： 20mS
1.3.2 开关量输出口：
输出口数量： 16CH
输出类型： 继电器触点输出：8CH； 晶体管集电极开路输出：8CH
额定负载： DC12、24V（0.5A）
负载电压范围：10.2~26.4V
关断漏电流： <0.1mA
响应时间： <1mS(阻性负载)
1.4 镀膜工艺程序编辑
程序数量： 50（控制仪中可编辑 50 个程序，可选择运行）
程序内镀膜层数： <=128 层
程序内可设置循环次数：<60000 次
预置膜层数量： 50
1.5 显示与操作
显示器规格： 7 英寸 TFT 真彩液晶显示屏
操作方式： 电容式触摸屏
远程控制方式： RS485 通讯接口
1.6 其它参数
供电电压： AC220V
消耗功率： <50W
机箱尺寸： 365x160x160mm
存储温度： -20~50℃
使用温度： 5~35℃
环境温度： <80%(相对温度)不结露
海拔高度： 0~2000m
2 工作原理及系统结构
2.1 硬件结构图
本沉积控制仪内部硬件由 1~4 块测量PCB、控制 PCB、7 英寸彩色显示器和供电电源组成。
测量 PCB：通过振荡器连接传感器探头，用于测量晶片的振荡频率，通过频率的变化量计算沉积速率和厚度。为控制 PCB 提供测量数据。本机最多可插入 4 块测量 PCB，连接8 个传感器探头。
控制 PCB：通过数据总线读取测量 PCB数据，通过计算处理对相应镀膜源进行控制，实现沉积控制功能。本控制仪可同时实现六个镀膜源的沉积控制。
显示器：本机显示器具有触摸操作功能，本机的所有操作均可通过此显示器进行操作和设置。
供电电源：为本机其它部件供电。
2.2 工作原理
2.2.1 系统原理框图
如下图所示，本控制仪由测量及探头控制模块、探头选择与控制切换模块、主镀膜控制器控制模块、共蒸镀膜控制器控制模块、镀膜源选择控制切换模块和工艺沉积源控制模块等组成。具体功能由以后章节分别介绍。
2.2.2 膜厚及镀膜速率测量原理
如图所示，石英晶体与振荡器构成一谐振回路，产生一稳定的振荡信号。新晶片的振荡频率为 6MHz,当晶片上被镀膜后，由于晶片重量增加其谐振频率将会降低，此频率变化由频率计进行检测，根据频率变化率与材料密度和材料声阻等参数计算出膜厚值。最后由单位时间内膜厚变化量计算出镀膜速率。
膜厚仪上电后，频率计启动测量当前频率。当'启停控制'有效时对频率变化量进行计算，并计算膜厚值和膜厚速率。当'清零控制'有效时，对当前膜厚清零。
当测量模块选用高精度测量板时，由于此测量板采用恒温晶体基准源，所以在开机后要有大约 3~5 分钟的预热时间。
2.2.3 功率/速率沉积工作原理
2.2.3.1 功率/速率沉积控制原理
2.2.4 终止膜厚控制原理
如上图所示，在镀膜过程中将源膜厚值与终止膜厚值进行比较，当源膜厚测量值大于等于终止厚度时，自动关闭样品挡板、关闭样品旋转并关闭膜厚源功率输出。
在功率沉积和速率沉积方式下，如果终止膜厚设置为0，则关闭终止膜厚控制功能。
2.2.5 单层沉积方式
2.2.6 工艺控制多层镀膜
如上图所示，"工艺沉积控制器"读取沉积工艺表中的层设置数据，根据层设置中的主镀膜源和共蒸镀膜源的预置膜层号，从"预置膜层表"中读取沉积参数写入相应的"镀膜源控制器"，然后启动相关镀膜的单层镀膜功能，"镀膜源控制器"根据写入的参数完成相关源的单层沉积镀膜，当所有启动的镀膜源完成单层沉积后，"工艺沉积控制器"读取下一层的设置数据，再将相关的沉积参数写入"镀膜源控制器"后启动单层镀膜。此过程反复进行，直到完成沉积工艺中的全部膜层后，结束当前沉积工艺的运行。
2.2.6.1 程序运行流程图
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