真空磁控鍍膜設備構造講義培訓

1、真空磁控濺射鍍膜設備構造講義 專注于真空鍍膜技術郵箱：鍍膜設備系統(tǒng)簡述TFT系統(tǒng)需要實現(xiàn)玻璃在真空環(huán)境下自動化的連續(xù)鍍膜，生產(chǎn)線布置為“長口”字型矩形結構，共11個腔體，24臺傳動電機。鍍膜生產(chǎn)線主要劃分為4個區(qū)，位于生產(chǎn)線左右側的上片區(qū)和下片區(qū)，位于上下片平臺間的工藝區(qū)和回傳區(qū)。TFT控制系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的真空、傳動、加熱、冷卻水、工藝氣體、濺射電源在鍍膜過程中的連續(xù)控制。真空磁控濺射鍍膜設備系統(tǒng)的組成真空磁控濺射鍍膜設備系統(tǒng)的組成真空磁控磁控鍍膜設備真空系統(tǒng)加熱系統(tǒng)工藝布氣系統(tǒng)傳動系統(tǒng)濺射鍍膜系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)設備集中于真空室區(qū)域，由抽氣設備（機械泵、羅茨泵、分子泵）、檢測設

2、備（電阻規(guī)、電離規(guī)、薄膜規(guī)）、安全閥（腔體門閥、分子泵擋板閥、旋片泵羅茨泵間自吸閥、管道閥和破空閥）；通過旋片泵 -羅茨泵-分子泵接力抽氣，將腔室內壓力由大氣變?yōu)檎婵?，并在生產(chǎn)過程中保持適合生產(chǎn)的真空環(huán)境。真空系統(tǒng)腔體排氣管道真空泵真空計破空閥閥門硬連接軟連接旋片泵羅茨泵分子泵電阻規(guī)電離規(guī)薄膜規(guī)分子泵高閥粗抽閥門閥 旋式真空泵的工作原理 如下圖為旋片泵的工作原理示意圖，旋片泵主要由定子、轉子、旋片、定蓋、彈簧等零件組成。其結構是利用裝在定子腔內偏心轉子（轉子的外圓與定子的內表面相切兩者之間的間隙非常?。┖娃D子槽內滑動的借助彈簧張力和離心力緊貼在定子內壁的兩塊旋片，當轉子旋轉時，始終沿定子的內壁

3、滑動。1-泵體；2-旋片；3-轉子；4-彈簧；5-排氣閥圖1 旋片泵工作原理圖兩個旋片把轉子、定子內腔和定蓋所圍成的月牙型空間分隔成A、B、C三個部分，當轉子按圖示方向旋轉時，與吸氣口相通的空間A的容積不斷地增大，A空間的壓強不斷的降低，當A空間內的壓強低于被抽容器內的壓強，根據(jù)氣體壓強平衡的原理，被抽的氣體不斷地被抽進吸氣腔A，此時正處于吸氣過程。B腔的空間的容積正逐漸減小，壓力不斷地增大，此時正處于壓縮過程。而與排氣口相通的空間C的容積進一步地減小，C空間的壓強進一步的升高，當氣體的壓強大于排氣壓強時，被壓縮的氣體推開排氣閥，被抽的氣體不斷地穿過油箱內的油層而排至大氣中，在泵的連續(xù)運轉過程

4、中，不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程，從而達到連續(xù)抽氣的目的。 排氣閥浸在油里以防止大氣流入泵中，油通過泵體上的間隙、油孔及排氣閥進入泵腔，使泵腔內所有運動的表面被油覆蓋，形成了吸氣腔與排氣腔的密封，同時油還充滿了一切有害空間，以消除它們對極限真空的影響。1-高級排氣閥；2-通道；3-低級排氣閥圖2 雙級旋片式真空泵工作原理圖 雙級旋片式真空泵由兩個工作室組成，兩室前后串聯(lián)，同向等速旋轉，室是低真空級，室是高真空級，被抽氣體由進氣口進入室，當進入的氣體壓力較高時，氣體經(jīng)室壓縮，壓強急速增大，被壓縮的氣體不僅從高級排氣閥排出，而且經(jīng)過中壁通道，進入室，在室被壓縮，從低級排氣閥排出；當進入室的氣體

5、壓力較低時，雖經(jīng)室的壓縮，也推不開高級排氣閥排出，氣體全部經(jīng)中壁通道進入室，經(jīng)室的繼續(xù)壓縮，由低級排氣閥排出，因此雙級旋片式真空泵比單級旋片式真空泵的極限真空高。羅茨泵的工作原理及其結構特點羅茨泵的工作原理及其結構特點羅茨泵具有以下特點：羅茨泵具有以下特點：1前端端蓋；2油標；3壓力傳感器；4注油塞；5放油塞；6齒輪側軸承端蓋；7泵體；8入口法蘭9出口法蘭；10轉子；11馬達側軸承蓋；12中間法蘭；13油封處注油塞；14油封處放油塞；15籠形支架；16電動機；17泵底座分子泵結構分子泵結構 按制造結構分類按制造結構分類 油潤滑油潤滑 脂潤滑脂潤滑 磁懸浮磁懸浮 連續(xù)抽除氣體節(jié)省能源可獲得清潔的

6、真空對被抽氣體無選擇性，對各種類氣體，抽速變化不大起停機時間短振動小，噪音低操作維護方便，免維護周期長 分子泵特點分子泵特點真空泵的主要參數(shù)真空泵的主要參數(shù)真空計l熱偶真空規(guī)熱偶真空規(guī)l皮拉尼真空規(guī)皮拉尼真空規(guī)l電離真空規(guī)電離真空規(guī)l薄膜真空規(guī)薄膜真空規(guī)熱偶規(guī)和皮拉尼規(guī)都是以氣體的熱導率隨氣體壓力的變化熱偶規(guī)和皮拉尼規(guī)都是以氣體的熱導率隨氣體壓力的變化為基礎而設計的，它們是低真空時最常用的測量手段。為基礎而設計的，它們是低真空時最常用的測量手段。工作原理：工作原理：在熱偶真空規(guī)中，在作為在熱偶真空規(guī)中，在作為熱絲的熱絲的PtPt絲中通過恒定強絲中通過恒定強度的電流。在達到熱平衡度的電流。在達到

7、熱平衡以后，電流提供的加熱功以后，電流提供的加熱功率與通過空間熱輻射、金率與通過空間熱輻射、金屬絲熱傳導以及氣體分子屬絲熱傳導以及氣體分子熱傳導而損失的功率相等，熱傳導而損失的功率相等，因而熱絲的溫度將隨著真因而熱絲的溫度將隨著真空度的不同而呈現(xiàn)有規(guī)律空度的不同而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。的變化。熱偶真空規(guī)熱偶真空規(guī)在在0.1-100Pa0.1-100Pa的壓力范圍內，氣體的熱導率將隨著氣的壓力范圍內，氣體的熱導率將隨著氣體壓力的增加而上升，因而熱絲的溫度會隨著氣體壓體壓力的增加而上升，因而熱絲的溫度會隨著氣體壓力的上升而降低。這時，用熱電偶的方法測出熱絲本力的上升而降低。這時，用熱電偶的方法測出熱絲

8、本身的溫度，也就相應測出的環(huán)境的壓力。身的溫度，也就相應測出的環(huán)境的壓力。熱偶真空規(guī)不能用于較低或較高真空度的測量。熱偶真空規(guī)不能用于較低或較高真空度的測量。在氣體壓力高于在氣體壓力高于100Pa100Pa的情況下，氣體的熱導率將不的情況下，氣體的熱導率將不再隨氣體壓力而顯著變化。這時，用熱絲溫度測量氣再隨氣體壓力而顯著變化。這時，用熱絲溫度測量氣體壓力方法的靈敏程度將迅速下降。體壓力方法的靈敏程度將迅速下降。當氣體壓力低于當氣體壓力低于0.1Pa0.1Pa以后，由于氣體分子傳導走的以后，由于氣體分子傳導走的熱量的總加熱功率中的比例過小，測量的靈敏度也將熱量的總加熱功率中的比例過小，測量的靈敏

9、度也將呈下降趨勢。呈下降趨勢。皮拉尼規(guī)皮拉尼規(guī)皮拉尼規(guī)有稱為熱阻式皮拉尼規(guī)有稱為熱阻式真空規(guī)，其工作原理與真空規(guī)，其工作原理與熱偶真空規(guī)相似，皮拉熱偶真空規(guī)相似，皮拉尼規(guī)以電橋的方式，通尼規(guī)以電橋的方式，通過測量熱絲的電阻隨溫過測量熱絲的電阻隨溫度的變化來實現(xiàn)對真空度的變化來實現(xiàn)對真空度的測量。度的測量。經(jīng)常與熱偶真空規(guī)結合經(jīng)常與熱偶真空規(guī)結合使用的高真空規(guī)稱為電使用的高真空規(guī)稱為電離真空規(guī)，它是在高真離真空規(guī)，它是在高真空范圍內最常使用的測空范圍內最常使用的測量工具。量工具。電離真空規(guī)電離真空規(guī)由熱陰極發(fā)射出的電子將在飛向陽極的過程中碰撞氣體分子，由熱陰極發(fā)射出的電子將在飛向陽極的過程中碰撞

10、氣體分子，并使后者發(fā)生電離。由離子收集極接收電離的離子，并根據(jù)離并使后者發(fā)生電離。由離子收集極接收電離的離子，并根據(jù)離子電流強度的大小就可以測量出環(huán)境的真空度。由于離子電流子電流強度的大小就可以測量出環(huán)境的真空度。由于離子電流強度的大小將取決于陰極發(fā)射的電子電流強度、氣體分子的碰強度的大小將取決于陰極發(fā)射的電子電流強度、氣體分子的碰撞截面以及氣體分子的密度等三個因素，因而在固定陰極發(fā)射撞截面以及氣體分子的密度等三個因素，因而在固定陰極發(fā)射電流和固定氣體種類的情況下，離子電流強度將直接取決于電電流和固定氣體種類的情況下，離子電流強度將直接取決于電離氣體的壓力。離氣體的壓力。電離真空規(guī)可檢測的壓力

11、下限受陰極發(fā)射的電離真空規(guī)可檢測的壓力下限受陰極發(fā)射的高能光子在離子收集極上產(chǎn)生的光電效應所高能光子在離子收集極上產(chǎn)生的光電效應所限制。這種效應產(chǎn)生的光電流相當于限制。這種效應產(chǎn)生的光電流相當于10-7Pa10-7Pa的真空度下的離子電流。的真空度下的離子電流。薄膜式真空規(guī)薄膜式真空規(guī)薄膜式真空規(guī)是一種依靠金屬薄膜在氣體壓力差作用下產(chǎn)生機械位移，薄膜式真空規(guī)是一種依靠金屬薄膜在氣體壓力差作用下產(chǎn)生機械位移，從而可用于氣體絕對壓力測量，測量結果與氣體種類無關的真空規(guī)。從而可用于氣體絕對壓力測量，測量結果與氣體種類無關的真空規(guī)。薄膜真空規(guī)有兩個被隔離的真空腔。當一個真空腔內的壓力為已知，另薄膜真空

12、規(guī)有兩個被隔離的真空腔。當一個真空腔內的壓力為已知，另一個真空腔的壓力為未知的情況下，薄膜的位移量將與兩個腔內的壓力一個真空腔的壓力為未知的情況下，薄膜的位移量將與兩個腔內的壓力差成正比。為提高測量的準確度，薄膜位移是靠測量薄膜與另一個金屬差成正比。為提高測量的準確度，薄膜位移是靠測量薄膜與另一個金屬電極間的電容的變化來實現(xiàn)的。電極間的電容的變化來實現(xiàn)的。在很大的量程范圍內，薄膜真空規(guī)都具有很好在很大的量程范圍內，薄膜真空規(guī)都具有很好的線性度，其探測下限約為的線性度，其探測下限約為1010-3-3PaPa，這相當于，這相當于探測到的薄膜位移只有一個原子尺度大小。探測到的薄膜位移只有一個原子尺度

13、大小。傳動系統(tǒng)傳傳動動系統(tǒng)共系統(tǒng)共24臺臺驅動驅動電機，上下片平臺各電機，上下片平臺各4臺，工臺，工藝區(qū)藝區(qū)11臺，回傳區(qū)臺，回傳區(qū)5臺傳動電機，除上下片平臺各臺傳動電機，除上下片平臺各有有2臺電機可實現(xiàn)雙向傳動外，其余電機均為單向臺電機可實現(xiàn)雙向傳動外，其余電機均為單向傳動；其中除傳動；其中除M3 M9 M9 可以通過端子通斷和模擬量可以通過端子通斷和模擬量信號協(xié)同控制電機轉速外，其余電機的傳動速度由信號協(xié)同控制電機轉速外，其余電機的傳動速度由端子通斷直接控制；端子通斷直接控制；傳動系統(tǒng)變頻器驅動電機同步傳送光電感應磁導向同步皮帶U型導輪平移臺加熱系統(tǒng)我司我司1 1線鍍膜設備線鍍膜設備加熱系

14、統(tǒng)共加熱系統(tǒng)共66臺，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，臺，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，逐段加熱工藝區(qū)腔室內的溫度，以確保在玻璃在鍍膜過程逐段加熱工藝區(qū)腔室內的溫度，以確保在玻璃在鍍膜過程中的環(huán)境溫度，加熱系統(tǒng)進行中的環(huán)境溫度，加熱系統(tǒng)進行PID運算，通過固態(tài)繼電器運算，通過固態(tài)繼電器的電壓脈沖控制加熱器的加熱頻率的電壓脈沖控制加熱器的加熱頻率。加熱系統(tǒng)溫控模塊加熱器溫度傳感器冷卻系統(tǒng)鍍膜設備系統(tǒng)冷卻選用冷凍機恒溫冷卻，為了防止水鍍膜設備系統(tǒng)冷卻選用冷凍機恒溫冷卻，為了防止水道結垢、臟污，道結垢、臟污，冷卻媒介為去離子水；冷卻媒介為去離子水；機械泵、分子機械泵、分子泵、濺射電源泵、濺射電源等等冷卻管路安裝有壓力檢測設備，通過冷卻