CN104120399B - 真空镀膜装置及其真空镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空镀膜装置及其真空镀膜方法，用于玻璃基片的真空镀膜，该装置包括小腔体、蒸发管道、真空泵、晶振检测仪、安装有基片传输机构的主腔体，及安装有线性蒸发源的副腔体，主腔体位于副腔体上方并通过一可开闭的挡板隔开，小腔体位于主腔体上方并通过一阀门隔开，蒸发管道的入口与线性蒸发源相接触，出口穿过挡板和主腔体朝向并临近阀门；晶振测试仪包括晶振片和检测机构，晶振片安装在小腔体内并位于蒸发管道出口的上方，检测机构测量晶振片的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和相应的测量膜厚速率；真空泵分别与主腔体和小腔体相连。与现有技术相比，本发明不但可延长晶振片使用寿命，同时方便更换晶振片。

Description

真空镀膜装置及其真空镀膜方法

技术领域

本发明涉及一种真空镀膜装置及其真空镀膜方法，尤其涉及一种有机发光显示器件(OLED)面板或太阳能面板生产中可在镀膜过程中进行全程监控并了解玻璃基片的镀膜厚度和膜厚速率的真空镀膜装置及其真空镀膜方法。

背景技术

玻璃基材等薄板已广泛用于制造LCD-TFT显示屏、有机发光显示器件(OLED)面板、太阳能面板应用及其他类似者。于此类应用中大多在洁净玻璃上镀覆薄膜，这类大型玻璃基材的制程通常包含实施多个连续步骤，包括如化学气相沉积制程(CVD)、物理气相沉积制程(PVD)、有机物质蒸镀、磁控溅射沉积或蚀刻制程。

由于上述制程的工艺要求均比较严格，尤其是有机物质蒸镀制程，不但需要在完全洁净的空间环境中进行，而且对于玻璃基片的镀膜厚度的要求也相当严格，需要工作人员可以在镀膜过程中做到全程监控，随时了解镀膜厚度，做到速率镀膜，参考图1和图2，传统真空镀膜装置100包括主腔室11、副腔室12、晶振传感器13、挡板14、安装在主腔室11内的基片传输机构15和安装在副腔室内的线性蒸发源16，所述主腔室11位于副腔室12上方并通过挡板14隔开，使用上述传统的真空镀膜装置100对玻璃基片102进行镀膜时，打开真空泵，直至主腔室11内的真空度达到预定值，将待镀膜的玻璃基片102通过基片传输机构15传送至主腔室11内的相应位置，打开挡板14开始镀膜(参考图2)，为了检测玻璃基片102的膜厚状况，将晶振传感器13的晶振片131安装在线性蒸发源16的上方，因此对玻璃基片102镀膜的同时，蒸镀材料也不断的蒸镀到晶振传感器13的晶振片131上，晶振传感器13通过检测晶振片131的频率变化，计算出蒸镀的材料质量，通过材料整理计算出材料的厚度，从而达到全程监测蒸镀过程，了解玻璃基片102膜厚状况的目的。

然而，由于上述晶振传感器13的晶振片131安装在副腔室12的内部，而且离线性蒸发源16比较近，这样计算出的膜厚相对准确，但由于大量的材料不断的蒸发到晶振片131上，同时会造成晶振片131的使用寿命过短，无法长时间使用；另一方面，晶振片安装在副腔室12的内部，使得更换晶振片时，不可避免的破坏镀膜用的主腔室11和副腔室12内的真空环境。

因此，急需一种延长晶振片使用寿命、同时方便更换晶振片的真空镀膜装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种延长晶振片使用寿命，同时方便更换晶振片的真空镀膜装置。

本发明的目的是提供一种延长晶振片使用寿命，同时方便更换晶振片的真空镀膜的方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种真空镀膜装置，适用于对玻璃基片的真空镀膜，其包括主腔体、小腔体、蒸发管道、真空泵、晶振检测仪和设置有线性蒸发源的副腔体，所述主腔体内设置有用于玻璃基片传输的基片传输机构，所述主腔体位于所述副腔体上方并通过一可开闭的挡板与所述副腔体隔开，所述小腔体位于所述主腔体上方并通过一阀门与所述主腔体隔开，所述蒸发管道的入口与所述线性蒸发源相接触，所述蒸发管道的出口穿过所述挡板和主腔体朝向并临近所述阀门；所述晶振测试仪包括晶振片和检测机构，所述晶振片安装在所述小腔体内且位于所述蒸发管道出口的上方，所述检测机构测量晶振片本身的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和相应的测量膜厚速率；所述真空泵通过两条真空管道分别与主腔体和小腔体相连。

较佳地，所述检测机构包括与所述晶振片相连的输入单元、与所述输入单元相连的比较处理单元、与所述比较处理单元相连的存储单元，以及与所述比较处理单元输出端相连的命令单元，所述命令单元的输出端与所述挡板相连并用于控制所述挡板的开闭。本发明中检测机构用于检测所述晶振片的频率变化，并通过上述频率变化计算得出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和对应的膜厚测量速率，这种检测机构的结构简单且易于检测。

具体地，所述比较处理单元包括与所述输入单元相连的比较单元、与所述比较单元相连的计算单元，以及与所述计算单元相连的校正单元。由于线性蒸发源通过蒸发通道将蒸发材料分子传输到晶振检测仪的晶振片上，使得检测机构直接检测并出来的镀膜厚度与实际镀膜厚度之间存在一定的误差，需要通过校正单元的校正得到更接近实际镀膜厚度的数值，使得本发明检测机构计算出来的镀膜厚度比传统真空镀膜装置中晶振传感器检测出来的晶振片输出值更接近实际蒸发材料的镀膜厚度，使得本发明中晶振检测仪的检测精度高。

更具体地，所述校正单元包括距离校正单元和角度校正单元。由于晶振片和待镀膜玻璃基片分别与所述线性蒸发源之间距离不同，且线性蒸发源的蒸发材料分子传输至晶振片的角度与线性蒸发源的蒸发材料分子传输至玻璃基片的角度也不相同，因此对计算出来的镀膜厚度和膜厚速率进行校正时，不但需要所述距离校正单元解决由于距离偏差造成测量结果偏离真实值的问题，也需要所述角度校正单元解决由于角度偏差造成测量结果偏离真实值的问题，使得晶振检测仪输出的测量值更接近真实值。

较佳地，所述晶振片正对所述蒸发管道出口。这样，使得线性蒸发源的蒸发材料分子传输至晶振片的角度为九十度，与线性蒸发源的蒸发材料分子传输至待镀膜玻璃基片的角度相同，减少线性蒸发源的蒸发材料分子传输至晶振片的角度偏差值。

较佳地，两所述真空管道上均安装有真空闸阀，这样，不但可以有效控制真空泵与主腔体和小腔体之间的打开和关闭，增加装置的安全性，而且便于维修设备时选择性的关闭主腔体或者小腔体内的抽真空。

为了实现上有目的，本发明公开了还一种使用上述所述真空镀膜装置进行真空镀膜的方法，包括以下步骤：(1)将待镀膜的玻璃基片输送至主腔体的预定位置；(2)开启真空泵对主腔体和小腔体进行抽真空，直至主腔体和小腔体内的真空度达到预定值时停止抽真空；(3)加热线性蒸发源，并打开阀门，通过蒸发管道将蒸发材料分子传输到所述晶振片上；(4)所述检测机构上测量晶振片的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度及其相应的测量镀膜速率；(5)当测量膜厚速率稳定后打开挡板，从而将蒸发材料蒸镀到玻璃基片上。

较佳地，步骤(4)具体包括以下步骤：(A1)输入单元将测得的晶振片的本身频率转换成相应的初始信号输送至比较处理单元；(A2)比较处理单元接受所述初始信号后进行比较处理得出所述晶振片的频率变化，再通过晶振片的频率变化计算得到接近实际镀膜厚度和膜厚速率的测量镀膜厚度信号和测量膜厚速率信号，并在所述测量膜厚速率信号稳定后向命令单元输送镀膜信号；(A3)命令单元接受所述镀膜信号，并向所述挡板发出打开命令，控制所述挡板打开。这样，使得镀膜厚度和膜厚速率的检测操作简单，易于实现。

具体地，步骤(A2)具体包括以下步骤：(B1)所述比较处理单元的比较单元接受所述初始信号后将所述初始信号与存储单元中存储的在先初始信号进行比对并得到包含晶振片频率变化信息的频率变化信号，并将所述频率变化信号输送到计算单元；(B2)所述计算单元接受所述频率变化信号后根据晶振片的频率变化计算得到包含晶振片镀膜厚度信息的原始镀膜厚度信号，并将所述原始镀膜厚度信号输送至校正单元；(B3)校正单元根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的输送状况对所述原始镀膜厚度信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号并将上述测量镀膜厚度信号输送回所述计算单元；(B4)计算单元接受所述测量镀膜厚度信号后计算得到相应的测量膜厚速率信号，并在所述膜厚速率信号稳定后向命令单元发出镀膜信号。这样，通过对原始镀膜厚度信号的校正增加了本发明的检测精度。

更具体地，步骤(B3)具体包括以下步骤：(C1)所述校正单元的距离校正单元接受所述原始镀膜厚度信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的距离偏差对上述原始镀膜厚度信号进行校正，得到初始校正信号；(C2)角度校正单元接受所述初始校正信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的角度偏差，对初始校正信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号，并将所述测量镀膜信号传回所述计算单元。这样，通过距离偏差和角度偏差的校正，进一步增加了检测结果的准确度，使得测量出来的测量镀膜厚度和测量膜厚速率更接近于真实值。

与现有技术相比，本发明真空镀膜装置增设了一个与镀膜用的主腔体相间隔的小腔体，将晶振检测仪的晶振片安装到小腔体内，并通过一个蒸发管道将小腔体内的晶振片和副腔体内的线性蒸发源连起来。上述技术方案不但使得本发明可以在不破坏主腔体和副腔体的真空环境下更换晶振片，缩短设备维护时间，而且由于蒸发材料是通过蒸发管道从线性蒸发源传输到晶振片上的，可以有效降低更换晶振片的频率，延长晶振片的使用寿命。综上，本发明真空镀膜装置不但可延长晶振片使用寿命、同时方便更换晶振片。同上，使用本发明真空镀膜装置对玻璃基片进行真空镀膜的真空蒸镀方法也同样具有延长晶振片使用寿命、方便更换晶振片的优点。

附图说明

图1是传统真空镀膜装置的结构示意图。

图2是传统真空镀膜装置另一角度的结构示意图。

图3是本发明真空镀膜装置的结构示意图。

图4是本发明真空镀膜装置中检测机构的结构框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图3和图4，本发明真空镀膜装置200，适用于有机发光显示器件(OLED)面板或太阳能面板生产中对玻璃基片102的真空镀膜，其包括主腔体21、副腔体22、小腔体23、晶振检测仪30、蒸发管道27和真空泵281，所述主腔体21是玻璃基片102进行镀膜的场所，其内安装有用于玻璃基片102传输的基片传输机构24，所述副腔体22内安装有线性蒸发源26，所述主腔体21位于所述副腔体22上方并通过一可开闭的挡板25隔开，所述小腔体23位于所述主腔体21上方并通过一阀门29与所述主腔体21隔开，所述蒸发管道27的入口与所述线性蒸发源26相接触，所述蒸发管道27的出口穿过所述挡板25和主腔体21朝向并临近所述阀门29；所述晶振测试仪30包括晶振片231和检测机构232，所述晶振片231安装在所述小腔体23内且位于所述蒸发管道27出口的上方，所述检测机构232测量晶振片231本身的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和相应的测量膜厚速率；所述真空泵281通过两条真空管道282分别与主腔体21和小腔体23相连。

具体地，参考图3，所述蒸发管道27包括位于所述线性蒸发源26和支撑架242之间的第一管道271和位于所述支撑架242和阀门29之间的第二管道，所述第一管道271的出口与所述第二管道272的入口相对，这样可以防止蒸发管道27挡住基片传输机构24中支撑架242的移动。

具体地，参考图3，所述基片传输机构24包括若干并行排列的输送滚轮241和位于所述输送滚轮241上的支撑架242，所述输送滚轮241带动所述支撑架242在主腔体21内移动，所述支撑架242夹持所述玻璃基片102。这种基片传输机构24结构简单，传输过程平稳。

较佳者，参考图3，两所述真空管道282上均安装有真空闸阀283，用于控制真空泵281与主腔体21和小腔体23之间的打开和关闭，增加真空镀膜装置200的安全性，并易于本发明的检修和维护。

较佳者，参考图3，所述晶振片231正对所述蒸发管道27的出口。这样使得线性蒸发源26的蒸发材料分子传输至晶振片231的角度为九十度，与线性蒸发源26的蒸发材料分子传输至待镀膜玻璃基片102的角度相同，减少线性蒸发源26的蒸发材料分子传输至晶振片231的角度偏差。

较佳者，参考图4，所述检测机构232包括与所述晶振片231相连的输入单元31、与所述输入单元31相连的比较处理单元32、与所述比较处理单元32相连的命令单元33，以及与所述比较处理单元32相连的存储单元34，所述命令单元33的输出端与所述挡板25相连并用于控制所述挡板25的打开和关闭。其中，所述输入单元31将测得的晶振片231的本身频率转换成相应的初始信号输送至比较处理单元32，比较处理单元32接受上述初始信号并进行比较处理得到所述晶振片231的频率变化，再通过上述频率变化计算后得到接近实际玻璃基片102镀膜厚度和膜厚速率的测量镀膜厚度信号和测量膜厚速率信号，并在上述测量膜厚速率信号稳定后向命令单元33输送镀膜信号，命令单元33接受上述镀膜信号，并向挡板25发出打开命令，控制挡板25的打开。

具体地，参考图4，所述比较处理单元32包括与所述输入单元31相连的比较单元321、与所述比较单元321相连的计算单元322和与所述计算单元322相连的校正单元323。所述比较单元321接受输入单元31输入的初始信号后将该初始信号与存储单元34中存储的在先初始信号进行比对后得到包含所述晶振片231频率变化信息的频率变化信号，并将上述频率变化信号输入到计算单元322；所述计算单元322接受上述频率变化信号，根据晶振片231的频率变化计算出蒸发材料的质量，再通过蒸发材料的质量计算出晶振片231上的镀膜厚度从而得到包含晶振片231镀膜厚度信息的原始镀膜厚度信号，并将原始镀膜厚度信号输送至校正单元323；校正单元323根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的输送状况对上述原始镀膜厚度信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号，并将上述测量镀膜厚度信号输送回计算单元322中；计算单元322接受所述测量镀膜厚度信号后根据测量镀膜厚度信号计算得到相应的测量膜厚速率信号，并在上述膜厚速率信号稳定后向命令单元33发出所述镀膜信号。

更具体地，所述校正单元323包括距离校正单元(图中未示)和角度校正单元(图中未示)，所述距离校正单元根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的距离偏差，对原始镀膜厚度信号进行校正，从而得到初始校正信号；所述角度校正单元接受距离校正单元输入的初始校正信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的角度偏差，对初始校正信号行角度校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号。

参考图3和图4，详细描述使用本发明真空镀膜装置200对玻璃基片102进行真空镀膜的真空镀膜方法，包括以下步骤：(1)将待镀膜的玻璃基片102夹持在支撑架242上，输送滚轮241动作并将夹持有玻璃基片102的支撑架242输送至主腔体21中镀膜的预定位置；(2)开启真空泵281(此时两真空阀283均处于打开状态)对主腔体21和小腔体23进行抽真空操作，直至主腔体21和小腔体23内的真空度达到预定值时停止抽真空(3)加热线性蒸发源26，并打开阀门29，蒸发材料分子通过蒸发管道27传输到所述晶振测试仪30的晶振片231上；(4)检测机构232测量晶振片231的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度，并根据所述测量镀膜厚度计算得到接近实际膜厚速率的测量膜厚速率；(5)当测量膜厚速率稳定后打开挡板25，从而将材料蒸镀到玻璃基片102上，完成玻璃基片102的镀膜制程。

较佳者，参考图4，描述检测机构232通过晶振片231的频率变化计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和相应的测量膜厚速率的具体步骤：(A1)输入单元31将测得的晶振片231的本身频率转换成相应的包含有晶振片231本身频率信息的初始信号输送至比较处理单元32；(A2)比较处理单元32接受所述初始信号后进行比较处理得出所述晶振片231的频率变化，再通过晶振片231的频率变化计算得出接近实际镀膜厚度和膜厚速率的测量镀膜厚度信号和测量膜厚速率信号，并在所述测量膜厚速率信号稳定后向命令单元33输送镀膜信号；(A3)命令单元33接受所述镀膜信号，并向所述挡板25发出打开命令，控制所述挡板打开。

具体地，参考图4，详细描述比较处理单元32将初始信号计算转换为接近实际镀膜厚度和膜厚速率的测量镀膜厚度信号和测量膜厚速率信号的方法，具体步骤如下：(B1)所述比较处理单元32的比较单元321接受所述初始信号后将所述初始信号与存储单元34中存储的在先初始信号进行比对后得出包含晶振片231频率变化信息的频率变化信号，并将所述频率变化信号231输送到计算单元322；(B2)所述计算单元322接受所述频率变化信号后根据晶振片231的频率变化计算得到包含有晶振片231镀膜厚度信息的原始镀膜厚度信号，并将所述原始镀膜厚度信号输送至校正单元323；(B3)校正单元323根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的输送状况对所述原始镀膜厚度信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号，并将上述测量镀膜厚度信号输送回所述计算单元322；(B4)计算单元322接受所述测量镀膜厚度信号后计算得到相应的测量膜厚速率信号，并在所述膜厚速率信号稳定后向命令单元33发出镀膜信号。

更具体地，上述步骤(B3)具体包括以下步骤：(C1)所述校正单元323的距离校正单元(图中未示)接受所述原始镀膜厚度信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的距离偏差对上述原始镀膜厚度信号进行校正，得到初始校正信号；(C2)角度校正单元(图中未示)接受所述初始校正信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源26传输到所述晶振片231上的角度偏差，对初始校正信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号，并将所述测量镀膜信号传回所述计算单元322。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种真空镀膜装置，适用于对玻璃基片的真空镀膜，其特征在于：包括主腔体、小腔体、蒸发管道、真空泵、晶振检测仪和设置有线性蒸发源的副腔体，所述主腔体内设置有用于玻璃基片传输的基片传输机构，所述主腔体位于所述副腔体上方并通过一可开闭的挡板与所述副腔体隔开，所述小腔体位于所述主腔体上方并通过一阀门与所述主腔体隔开，所述蒸发管道的入口与所述线性蒸发源相接触，所述蒸发管道的出口穿过所述挡板和主腔体朝向并临近所述阀门；所述晶振测试仪包括晶振片和检测机构，所述晶振片安装在所述小腔体内且位于所述蒸发管道出口的上方，所述检测机构测量晶振片本身的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度和相应的测量膜厚速率，所述检测机构包括与所述晶振片相连的输入单元、与所述输入单元相连的比较处理单元、与所述比较处理单元相连的存储单元，以及与所述比较处理单元输出端相连的命令单元，所述命令单元的输出端与所述挡板相连并用于控制所述挡板的开闭；所述真空泵通过两条真空管道分别与主腔体和小腔体相连，两所述真空管道上均安装有真空闸阀。

2.如权利要求1所述的真空镀膜装置，其特征在于：所述晶振片正对所述蒸发管道出口。

3.如权利要求1所述的真空镀膜装置，其特征在于：所述比较处理单元包括与所述输入单元相连的比较单元、与所述比较单元相连的计算单元，以及与所述述计算单元相连的校正单元。

4.如权利要求3所述的真空镀膜装置，其特征在于：所述校正单元包括距离校正单元和角度校正单元。

5.使用如权利要求4所述的真空镀膜装置对玻璃基片进行的真空镀膜的真空镀膜方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴将待镀膜的玻璃基片输送至主腔体的预定位置；

⑵开启真空泵对主腔体和小腔体抽真空，直至主腔体和小腔体内的真空度达到预定值时停止抽真空；

⑶加热线性蒸发源，并打开阀门，通过蒸发管道将蒸发材料分子传输到所述晶振片上；

⑷所述检测机构上测量晶振片的频率变化并计算出接近实际镀膜厚度的测量镀膜量度及其相应的测量镀膜速率；

⑸当测量膜厚速率稳定后打开挡板，从而将蒸发材料蒸镀到玻璃基片上。

6.如权利要求5所述的真空镀膜方法，其特征在于：步骤⑷具体包括以下步骤：

(A1)输入单元将测得的晶振片的本身频率转换成相应的初始信号输送至比较处理单元；

(A2)比较处理单元接受所述初始信号后进行比较处理得出所述晶振片的频率变化，再通过晶振片的频率变化计算得出接近实际镀膜厚度和膜厚速率的测量镀膜厚度信号和测量膜厚速率信号，并在所述测量膜厚速率稳定后向命令单元输送镀膜信号；

(A3)命令单元接受所述镀膜信号，并向所述挡板发出打开命令，控制所述挡板打开。

7.如权利要求6所述的真空镀膜方法，其特征在于：步骤(A2)具体包括以下步骤：

(B1)所述比较处理单元的比较单元接受所述初始信号后将所述初始信号与存储单元中存储的在先初初始信号进行比对并得到包含晶振片频率变化信息的频率变化信号，交将所述频率变化信号输送到计算单元：

(B2)所述计算单元接受所述频率变化信号后根据晶振片的频率变化计算得到包含晶振片镀膜厚度信息的原始镀膜厚度信号，并将所述原始镀膜厚度信号输送至校正单元；

(B3)校正单元根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的输送状况对所述原始镀膜厚度信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号并将所述测量镀膜厚度信号输送回所述计算单元；

(B4)计算单元接受所述测量镀膜厚度信号后计算得到相应的测量膜厚速率信号，并在所述膜厚速率信号稳定后向命令单元发出镀膜信号。

8.如权利要求7所述的真空镀膜方法，其特征在于：步骤(B3)具体包括以下步骤：

(C1)所述校正单元的距离校正单元接受所述原始镀膜厚度信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的距离偏差对上述原始镀膜厚度信号进行校正，得到初始校正信号；

(C2)角度校正单元接受所述初始校正信号并根据蒸发材料分子从线性蒸发源传输到所述晶振片上的角度偏差，对初始校正信号进行校正，得到接近实际镀膜厚度的测量镀膜厚度信号，并将所述测量镀膜信号传回所述计算单元。