CN105132882B - 一种等离子体物理面控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子体物理面控制系统，包括一组Y轴伺服驱动系统、两组X轴伺服驱动系统、两组型号相同的鱼鳞屏蔽；所述鱼鳞屏蔽安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述鱼鳞屏蔽包括相互链接的十四片单面鳞片及基本挡板；所述单面鳞片安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述Y轴伺服驱动系统包括Y轴伺服电机、Y轴滑杠及Y轴螺旋机构；所述X轴伺服驱动系统包括X轴伺服电机、X轴鳞片推动杆、X轴一字齿条和X轴传动杆。本发明的等离子体物理面控制系统，在真空状态下直接由电脑设置，伺服驱动传动输入，蛇形链接的不锈钢片按设置坐标点产生位移来调控等离子体物理面，从而达到溅射镀膜膜层均匀的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种等离子体物理面控制系统，属于磁控溅射镀膜领域。
背景技术
磁控溅射镀膜膜层均匀性直接影响着镀膜产品质量，具体表现为产品透过率不均匀，镀层显色差，磁控溅射镀膜技术一直被靶芯磁场强度设置不均匀，溅射靶材厚度和原料的变化等原因导致等离子体密度发生变化和不均匀所困扰，为解决这一技术难题，德国人发明了等离子体密度控制法（PEM)，由于该方法投资成本高，其纤维探头在等离子体内容易被镀层污染，所以很难推广，目前国内磁控溅射镀膜线大部分在采用破空调控等离子体物理面的方法，这种方法由于破空而增加了抽气时间，而且未必一次调控到位，二次破空的几率也很多，这种调控方法不同程度提高了生产成本。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种等离子体物理面控制系统，在真空状态下直接由电脑设置，伺服驱动传动输入，蛇形链接的不锈钢片按设置坐标点产生位移来调控等离子体物理面，从而达到溅射镀膜膜层均匀的目的。
（二）技术方案
本发明的等离子体物理面控制系统，包括一组Y轴伺服驱动系统、两组X轴伺服驱动系统、两组型号相同的鱼鳞屏蔽；所述鱼鳞屏蔽安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述鱼鳞屏蔽包括相互链接的十四片单面鳞片及基本挡板；所述单面鳞片安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述Y轴伺服驱动系统包括Y轴伺服电机、Y轴滑杠及Y轴螺旋机构；所述X轴伺服驱动系统包括X轴伺服电机、X轴鳞片推动杆、X轴一字齿条和X轴传动杆；
所述鱼鳞屏蔽通过X轴位移推拉杆链接轴孔与X轴鳞片推动杆连接；所述X轴鳞片推动杆通过咬合柱与X轴一字齿条连接；所述X轴一字齿条通过X轴主传动齿轮与X轴传动杆啮合；所述X轴传动杆安装于Y轴滑杠内部，所述X轴传动杆的一端通过磁流体对接螺母与X轴伺服电机连接；X轴传动杆经过磁流体密封与X轴伺服电机连接的一端装有X轴主传动齿轮带动X轴一字齿条，从而带动X轴鳞片推拉杆使得鱼鳞屏蔽进行横向坐标位移；所述X轴伺服电机安装于Y轴滑杠上方；所述Y轴滑杠通过X轴一字齿条固定架与Y轴滑杠导航杆上的直线轴承对接；所述Y轴滑杠上安装有Y轴滑杠密封件；所述Y轴滑杠通过Y轴螺母横杆对接方形法兰与Y轴螺旋机构固连接；所述Y轴螺旋机构包括Y轴螺杆和Y轴螺母横杆；所述Y轴螺杆活动安装于Y轴螺杆行程固定架；所述Y轴伺服电机设置于Y轴螺杆上方，Y轴螺杆上端安装的Y轴伺服电机传动使得Y轴螺杆上下位移，从而联动两个Y轴滑杠作同步上下位移。
进一步地，所述每个单面鳞片的连接点处安装有一X轴鳞片推动杆；所述鱼鳞屏蔽上设置有十五个对接坐标点和十五个位移坐标点。
再进一步地，所述鱼鳞屏蔽由1mm蛇形链接的不锈钢片制成。
进一步地，所述X轴鳞片推动杆上设置有推拉杆动态锁定滑道；所述推拉杆动态锁定滑道与基本挡板上的导航轴动态锁定。
进一步地，所述X轴一字齿条固定架包括X轴一字齿条拖轮、X轴一字齿条抗轮、轴承及Y轴滑杠与导航杆直线轴承对接方形法兰。
进一步地，所述Y轴滑杠密封件包括密封体盖，及设置于密封体盖下方的铜套、轴封、双真空抽气孔和O型金属圈；所述铜套设置于轴封的下方；所述O型金属圈设置于双真空抽气孔内侧。
进一步地，所述Y轴滑杠与Y轴滑杠导航杆设置于基本挡板后侧。
进一步地，所述X轴鳞片推动杆上设置有X轴一字齿条咬合孔及鳞片链接轴孔。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明的等离子体物理面控制系统，两组鱼鳞屏蔽分别安装在孪生靶前的两侧基本挡板上，两组鱼鳞屏蔽完全对称，每片坐标点与对称面准确对应，当Y轴伺服驱动时两侧同步对应鱼鳞屏蔽坐标点，当两个X轴伺服驱动时，相对应的两个鱼鳞屏蔽坐标点做同步反向位移，通常在测得镀膜工艺片坐标点透过率值后，根据参数值设定对应点之间的物理面，把设定的模拟坐标点输入电脑控制系统Y轴伺服驱动使Y轴和X轴开始动作，把每个鱼鳞屏蔽坐标点移动到模拟的新坐标点，实现了通过更新坐标点使鱼鳞屏蔽产生位移达到改变溅射物理面之目的。
附图说明
图1是本发明的鱼鳞屏蔽的结构示意图。
图2是本发明的X轴鳞片推动杆的结构示意图。
图3是本发明的X轴伺服驱动的剖视结构示意图。
图4是本发明的X轴一字齿条的结构示意图。
图5是本发明的Y轴螺旋机构的剖视结构示意图。
图6是本发明的Y轴滑杠密封件的结构示意图。
图7是本发明的Y轴滑杠导航杆的结构示意图。
附图中的零部件标注为：1-单面鳞片，2-基本挡板，3-Y轴伺服电机，4-Y轴滑杠，5-X轴伺服电机，6-X轴鳞片推动杆，7-X轴一字齿条，9-X轴位移推拉杆链接轴孔，10-咬合柱，11-磁流体对接螺母，12-Y轴滑杠导航杆，13-直线轴承，14-Y轴螺母横杆对接方形法兰，15-Y轴螺杆，16-Y轴螺杆行程固定架，17-推拉杆动态锁定滑道，18-X轴一字齿条拖轮，19-X轴一字齿条抗轮，20-轴承，21-Y轴滑杠与导航杆直线轴承对接方形法兰，22-密封体盖，23-铜套，24-轴封，25-双真空抽气孔，26-O型金属圈，27-X轴一字齿条咬合孔，28-鳞片链接轴孔，29-X轴主传动齿轮。
具体实施方式
如图1至图7所示的等离子体物理面控制系统，包括一组Y轴伺服驱动系统、两组X轴伺服驱动系统、两组型号相同的鱼鳞屏蔽；所述鱼鳞屏蔽包括相互链接的十四片单面鳞片1及基本挡板2；所述单面鳞片1安装于孪生靶前的两侧基本挡板2上；所述Y轴伺服驱动系统包括Y轴伺服电机3、Y轴滑杠4及Y轴螺旋机构；所述X轴伺服驱动系统包括X轴伺服电机5、X轴鳞片推动杆6、X轴一字齿条7和X轴传动杆（未图示）；
所述鱼鳞屏蔽通过X轴位移推拉杆链接轴孔9与X轴鳞片推动杆6连接；所述X轴鳞片推动杆6通过咬合柱10与X轴一字齿条7连接；所述X轴一字齿条7通过X轴主传动齿轮29与X轴传动杆（未图示）啮合；
所述X轴传动杆（未图示）安装于Y轴滑杠4内部，所述X轴传动杆（未图示）的一端通过磁流体对接螺母11与X轴伺服电机5连接；所述X轴伺服电机5安装于Y轴滑杠4上方；
所述Y轴滑杠4通过X轴一字齿条固定架与Y轴滑杠导航杆12上的直线轴承13对接；所述Y轴滑杠4上安装有Y轴滑杠密封件；所述Y轴滑杠4通过Y轴螺母横杆对接方形法兰14与Y轴螺旋机构固连接；
所述Y轴螺旋机构包括Y轴螺杆15和Y轴螺母横杆（未图示）；所述Y轴螺杆15活动安装于Y轴螺杆行程固定架16；所述Y轴伺服电机3设置于Y轴螺杆15上方。
所述每个单面鳞片1的连接点处安装有一X轴鳞片推动杆6；所述鱼鳞屏蔽上设置有十五个对接坐标点和十五个位移坐标点。
所述鱼鳞屏蔽由1mm蛇形链接的不锈钢片制成。
所述X轴鳞片推动杆6上设置有推拉杆动态锁定滑道17；所述推拉杆动态锁定滑道17与基本挡板2上的导航轴动态锁定。
所述X轴一字齿条固定架包括X轴一字齿条拖轮18、X轴一字齿条抗轮19、轴承20及Y轴滑杠与导航杆直线轴承对接方形法兰21。
所述Y轴滑杠密封件包括密封体盖22，及设置于密封体盖22下方的铜套23、轴封24、双真空抽气孔25和O型金属圈26；所述铜套23设置于轴封24的下方；所述O型金属圈26设置于双真空抽气孔25内侧。
所述Y轴滑杠4与Y轴滑杠导航杆12设置于基本挡板2后侧。
所述X轴鳞片推动杆6上设置有X轴一字齿条咬合孔27及鳞片链接轴孔28。
本发明的等离子体物理面控制系统的控制方法：直接在真空状态下进行，根据所测得工艺片均匀度参数值，在电脑上模拟出各对应鳞片的坐标点，通过伺服驱动传动输入对每对鳞片坐标点进行调控；
两组鱼鳞屏蔽的鳞片上各有15个对接坐标点和15个位移坐标点；
X轴一字齿条与X轴鳞片推拉杆对接后首先推向坐标原点，再按指令回拉到指定新坐标点；
X轴传动杆的一端通过磁流体对接螺母与X轴伺服电机连接；X轴传动杆经过磁流体密封与X轴伺服电机连接的一端装有X轴一字齿条拖轮和X轴一字齿条抗轮带动X轴一字齿条，从而带动X轴鳞片推拉杆使得鱼鳞屏蔽进行横向坐标位移；
当Y轴对应对接坐标点时，X轴会移位至对接点，然后Y轴下移对接，对接后X轴将鳞片推至原点，再拉回到膜层工艺值的新坐标点上。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种等离子体物理面控制系统，其特征在于：包括一组Y轴伺服驱动系统、两组X轴伺服驱动系统、两组型号相同的鱼鳞屏蔽；所述鱼鳞屏蔽安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述鱼鳞屏蔽包括相互链接的十四片单面鳞片及基本挡板；所述单面鳞片安装于孪生靶前的两侧基本挡板上；所述Y轴伺服驱动系统包括Y轴伺服电机、Y轴滑杠及Y轴螺旋机构；所述X轴伺服驱动系统包括X轴伺服电机、X轴鳞片推动杆、X轴一字齿条和X轴传动杆；
所述鱼鳞屏蔽通过X轴位移推拉杆链接轴孔与X轴鳞片推动杆连接；所述X轴鳞片推动杆通过咬合柱与X轴一字齿条连接；所述X轴一字齿条通过X轴主传动齿轮与X轴传动杆啮合；所述X轴传动杆安装于Y轴滑杠内部，所述X轴传动杆的一端通过磁流体对接螺母与X轴伺服电机连接；所述X轴伺服电机安装于Y轴滑杠上方；所述Y轴滑杠通过X轴一字齿条固定架与Y轴滑杠导航杆上的直线轴承对接；所述Y轴滑杠上安装有Y轴滑杠密封件；所述Y轴滑杠通过Y轴螺母横杆对接方形法兰与Y轴螺旋机构固连接；所述Y轴螺旋机构包括Y轴螺杆和Y轴螺母横杆；所述Y轴螺杆活动安装于Y轴螺杆行程固定架；所述Y轴伺服电机设置于Y轴螺杆上方。
2.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：每个所述单面鳞片的连接点处安装有一X轴鳞片推动杆；所述鱼鳞屏蔽上设置有十五个对接坐标点和十五个位移坐标点。
3.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述鱼鳞屏蔽由1mm蛇形链接的不锈钢片制成。
4.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述X轴鳞片推动杆上设置有推拉杆动态锁定滑道；所述推拉杆动态锁定滑道与基本挡板上的导航轴动态锁定。
5.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述X轴一字齿条固定架包括X轴一字齿条拖轮、X轴一字齿条抗轮、轴承及Y轴滑杠与导航杆直线轴承对接方形法兰。
6.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述Y轴滑杠密封件包括密封体盖，及设置于密封体盖下方的铜套、轴封、双真空抽气孔和O型金属圈；所述铜套设置于轴封的下方；所述O型金属圈设置于双真空抽气孔内侧。
7.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述Y轴滑杠与Y轴滑杠导航杆设置于基本挡板后侧。
8.根据权利要求1所述的等离子体物理面控制系统，其特征在于：所述X轴鳞片推动杆上设置有X轴一字齿条咬合孔及鳞片链接轴孔。
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