真空磁控镀膜设备构造讲义培训

真空磁控溅射镀膜设备构造讲义专注于真空镀膜技术邮箱：lyang1116@163.com镀膜设备系统简述TFT系统需要实现玻璃在真空环境下自动化的连续镀膜，生产线布置为“长口”字型矩形结构，共11个腔体，24台传动电机。镀膜生产线主要划分为4个区，位于生产线左右侧的上片区和下片区，位于上下片平台间的工艺区和回传区。TFT控制系统实现对生产过程中的真空、传动、加热、冷却水、工艺气体、溅射电源在镀膜过程中的连续控制。真空磁控溅射镀膜设备系统的组成真空磁控磁控镀膜设备真空系统加热系统工艺布气系统传动系统溅射镀膜系统冷却系统真空系统真空系统设备集中于真空室区域，由抽气设备（机械泵、罗茨泵、分子泵）、检测设备（电阻规、电离规、薄膜规）、安全阀（腔体门阀、分子泵挡板阀、旋片泵罗茨泵间自吸阀、管道阀和破空阀）；通过旋片泵->罗茨泵->分子泵接力抽气，将腔室内压力由大气变为真空，并在生产过程中保持适合生产的真空环境。真空系统腔体排气管道真空泵真空计破空阀阀门硬连接软连接旋片泵罗茨泵分子泵电阻规电离规薄膜规分子泵高阀粗抽阀门阀

旋式真空泵的工作原理

如下图为旋片泵的工作原理示意图，旋片泵主要由定子、转子、旋片、定盖、弹簧等零件组成。其结构是利用装在定子腔内偏心转子（转子的外圆与定子的内表面相切两者之间的间隙非常小）和转子槽内滑动的借助弹簧张力和离心力紧贴在定子内壁的两块旋片，当转子旋转时，始终沿定子的内壁滑动。1-泵体；2-旋片；3-转子；4-弹簧；5-排气阀图1旋片泵工作原理图两个旋片把转子、定子内腔和定盖所围成的月牙型空间分隔成A、B、C三个部分，当转子按图示方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积不断地增大，A空间的压强不断的降低，当A空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进吸气腔A，此时正处于吸气过程。B腔的空间的容积正逐渐减小，压力不断地增大，此时正处于压缩过程。而与排气口相通的空间C的容积进一步地减小，C空间的压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体推开排气阀，被抽的气体不断地穿过油箱内的油层而排至大气中，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的目的。排气阀浸在油里以防止大气流入泵中，油通过泵体上的间隙、油孔及排气阀进入泵腔，使泵腔内所有运动的表面被油覆盖，形成了吸气腔与排气腔的密封，同时油还充满了一切有害空间，以消除它们对极限真空的影响。1-高级排气阀；2-通道；3-低级排气阀图2双级旋片式真空泵工作原理图双级旋片式真真空泵由两个个工作室组成成，两室前后后串联，同向向等速旋转，，Ⅰ室是低真空级级，Ⅱ室是高真空级级，被抽气体体由进气口进进入Ⅱ室，当进入的的气体压力较较高时，气体体经Ⅱ室压缩，压强强急速增大，，被压缩的气气体不仅从高高级排气阀排排出，而且经经过中壁通道道，进入Ⅰ室，在Ⅰ室被压缩，从从低级排气阀阀排出；当进进入Ⅱ室的气体压力力较低时，虽虽经Ⅱ室的压缩，也也推不开高级级排气阀排出出，气体全部部经中壁通道道进入Ⅰ室，经Ⅰ室的继续压缩缩，由低级排排气阀排出，，因此双级旋旋片式真空泵泵比单级旋片片式真空泵的的极限真空高高。罗茨泵的工工作原理及及其结构特特点罗茨泵抽气气时两个转转子由传动动比为1的的一对齿轮轮带动，作作彼此反向向的同步旋旋转运动。。转子彼彼此无接触触，其间存存在间隙。。罗茨泵具有有以下特点点：在较宽的压压力范围内内有较大的的抽速；；转子之间、、转子与泵泵腔壁之间间有间隙，，泵腔内运运动件无摩摩擦，不必必润滑，泵泵腔内无油油；转子形状对对称，动平平衡性能良良好，运转转平稳，选选择高精度度的齿轮传传动，运转转时噪音低低；可获得得较高转速速（抽速））；对被抽气体体中含有的的灰尘和水水蒸气不敏敏感；1－－前前端端端端盖盖；；2－－油油标标；；3－－压压力力传传感感器器；；4－－注注油油塞塞；；5－－放放油油塞塞；；6－－齿齿轮轮侧侧轴轴承承端端盖盖；；7－－泵泵体体；；8－－入入口口法法兰兰9－－出出口口法法兰兰；；10－－转转子子；；11－－马马达达侧侧轴轴承承盖盖；；12－－中中间间法法兰兰；；13－－油油封封处处注注油油塞塞；；14－－油油封封处处放放油油塞塞；；15－－笼笼形形支支架架；；16－－电电动动机机；；17－－泵泵底底座座分子子泵泵结结构构按制制造造结结构构分分类类油润润滑滑脂润润滑滑磁悬悬浮浮连续续抽抽除除气气体体节省省能能源源可获获得得清清洁洁的的真真空空对被被抽抽气气体体无无选选择择性性，，对对各各种种类类气气体体，，抽抽速速变变化化不不大大起停停机机时时间间短短振动动小小，，噪噪音音低低操作作维维护护方方便便，，免免维维护护周周期期长长分子子泵泵特特点点真空空泵泵的的主主要要参参数数真空空计计热偶偶真真空空规规皮拉尼真真空规电离真空空规薄膜真空空规热偶规和和皮拉尼尼规都是是以气体体的热导导率随气气体压力力的变化化为基础础而设计计的，它它们是低低真空时时最常用用的测量量手段。。工作原理理：在热偶真真空规中中，在作作为热丝丝的Pt丝中通通过恒定定强度的的电流。。在达到到热平衡衡以后，，电流提提供的加加热功率率与通过过空间热热辐射、、金属丝丝热传导导以及气气体分子子热传导导而损失失的功率率相等，，因而热热丝的温温度将随随着真空空度的不不同而呈呈现有规规律的变变化。热偶真空空规在0.1-100Pa的压力力范围内内，气体体的热导导率将随随着气体体压力的的增加而而上升，，因而热热丝的温温度会随随着气体体压力的的上升而而降低。。这时，，用热电电偶的方方法测出出热丝本本身的温温度，也也就相应应测出的的环境的的压力。。热偶真空空规不能能用于较较低或较较高真空空度的测测量。在气体压压力高于于100Pa的的情况下下，气体体的热导导率将不不再随气气体压力力而显著著变化。。这时，，用热丝丝温度测测量气体体压力方方法的灵灵敏程度度将迅速速下降。。当气体压压力低于于0.1Pa以以后，由由于气体体分子传传导走的的热量的的总加热热功率中中的比例例过小，，测量的的灵敏度度也将呈呈下降趋趋势。皮拉尼规规皮拉尼规规有称为为热阻式式真空规规，其工工作原理理与热偶偶真空规规相似，，皮拉尼尼规以电电桥的方方式，通通过测量量热丝的的电阻随随温度的的变化来来实现对对真空度度的测量量。经常与热热偶真空空规结合合使用的的高真空空规称为为电离真真空规，，它是在在高真空空范围内内最常使使用的测测量工具具。电离真空空规由热阴极极发射出出的电子子将在飞飞向阳极极的过程程中碰撞撞气体分分子，并并使后者者发生电电离。由由离子收收集极接接收电离离的离子子，并根根据离子子电流强强度的大大小就可可以测量量出环境境的真空空度。由由于离子子电流强强度的大大小将取取决于阴阴极发射射的电子子电流强强度、气气体分子子的碰撞撞截面以以及气体体分子的的密度等等三个因因素，因因而在固固定阴极极发射电电流和固固定气体体种类的的情况下下，离子子电流强强度将直直接取决决于电离离气体的的压力。。电离真空空规可检检测的压压力下限限受阴极极发射的的高能光光子在离离子收集集极上产产生的光光电效应应所限制制。这种种效应产产生的光光电流相相当于10-7Pa的的真空度度下的离离子电流流。薄膜式式真空空规薄膜式式真空空规是是一种种依靠靠金属属薄膜膜在气气体压压力差差作用用下产产生机机械位位移，，从而而可用用于气气体绝绝对压压力测测量，，测量量结果果与气气体种种类无无关的的真空空规。。薄膜真真空规规有两两个被被隔离离的真真空腔腔。当当一个个真空空腔内内的压压力为为已知知，另另一个个真空空腔的的压力力为未未知的的情况况下，，薄膜膜的位位移量量将与与两个个腔内内的压压力差差成正正比。。为提提高测测量的的准确确度，，薄膜膜位移移是靠靠测量量薄膜膜与另另一个个金属属电极极间的的电容容的变变化来来实现现的。。在很大大的量量程范范围内内，薄薄膜真真空规规都具具有很很好的的线性性度，，其探探测下下限约约为10-3Pa，，这相相当于于探测测到的的薄膜膜位移移只有有一个个原子子尺度度大小小。传动系系统传动系统共共24台驱动电机，，上下下片平平台各各4台，工工艺区区11台，回回传区区5台传动动电机机，除除上下下片平平台各各有2台电机机可实实现双双向传传动外外，其其余电电机均均为单单向传传动；；其中中除M3––M9可可以以通过过端子子通断断和模模拟量量信号号协同同控制制电机机转速速外，，其余余电机机的传传动速速度由由端子子通断断直接接控制制；传动系统变频器驱动电机同步传送光电感应磁导向同步皮带U型导轮平移台加热系系统我司1线镀镀膜设设备加热系系统共共66台，在在连续续生产产过程程中，，逐段段加热热工艺艺区腔腔室内内的温温度，，以确确保在在玻璃璃在镀镀膜过过程中中的环环境温温度，，加热热系统统进行行PID运算，，通过过固态态继电电器的的电压压脉冲冲控制制加热热器的的加热热频率率。加热系统温控模块加热器温度传感器冷却系系统镀膜设设备系系统冷冷却选选用冷冷冻机机恒温温冷却却，为为了防防止水水道结结垢、、脏污污，冷却媒媒介为为去离离子水水；机械泵泵、分分子泵泵、溅溅射电电源等冷却管管路安安装有有压力力检测