CN110735123B - 镀膜生产线控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀膜生产线控制方法，方法应用到上位机中，传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，上位机与传送流水线以及镀膜生产线相通信连接，以通过上位机对所述传送流水线和所述镀膜生产线进行控制，上述方法可以实时检测基片的位置，并根据基片的位置对整个镀膜生产线各个腔室的真空范围进行调节，此外还可以对基片的传动速度进行调节，从而可以对整个生产线进行控制，进而保证了镀膜的准确性。形成一环形流水线，节约占地面积，整个镀膜生产线中基片传送采用智能控制，节约人力物力，提供生产效率，镀膜流水线中各腔室依据产品需求更换或增加，整条镀膜生产线适应多种镀膜工艺要求，使用寿命延长，节约资源。

Description

镀膜生产线控制方法

技术领域

本发明涉及一种镀膜生产线控制方法，属于电气控制领域。

背景技术

真空镀膜技术初现于20世纪30年代，四五十年代开始出现工业应用，工业化大规模生产开始于20世纪80年代，在电子、宇航、包装、装潢、烫金印刷等工业中取得广泛的应用。真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术，是表面工程技术领域的重要组成部分。真空镀膜技术是利用物理、化学手段将固体表面涂覆一层特殊性能的镀膜，从而使固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰灯许多优于固体材料本身的优越性能，达到提高产品质量、延长产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。需要镀膜的产品被称为基片，镀的材料被称为靶材。

为了减少工艺的复杂性，镀膜生产线中的各腔室空间狭小，仅能容基片架穿过，基片架在各腔室中通过安装在各腔室的传动机构传送，但是传统工艺中需要专业人员时刻关注生产线，且在手动进行操作，以便于生产线上的各个工艺及时进行，智能化水平不够。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种能够提高智能化水平的镀膜生产线控制方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种镀膜生产线控制方法，所述方法应用到上位机中，传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，上位机与传送流水线以及镀膜生产线相通信连接，以通过所述上位机对所述传送流水线和所述镀膜生产线进行控制，所述方法包括：

检测进口室内是否传入基片，当所述进口室传入基片时，则通过真空泵将所述生产线上各个腔室抽真空至中真空范围，并将所述基片传送入进口缓冲室；

检测进口缓冲室是否传入基片，当所述进口缓冲室传入基片时，则对所述基片进行加热，并将所述基片传送至进口过渡室；

检测进口过渡室是否传入基片，当所述进口过渡室传入基片时，则对所述基片进行加热，并通过真空泵和分子泵对所述进口过渡室以及所述生产线后续的预设腔室进行抽真空至高真空范围，并将所述基片传送至清洗室；

检测清洗室是否传入基片，当所述清洗室传入基片时，则启动等离子设备对所述基片进行清洗，并控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，且多个镀膜工艺室之间至少设置一个隔离室；

检测出口过渡室是否传入基片，当出口过渡室传入基片时，则控制传送基片的传动辊的运行模式从连续模式转变为间断模式，并将真空范围由高真空范围降低至中真空后，将所述基片传送至出口缓冲室；

检测出口缓冲室是否传入基片，当出口缓冲室传入基片时，则将真空范围由中真空范围降低至低真空后，将所述基片传送至出口室；

检测出口室是否传入基片，当出口室传入基片时，则将真空范围由低真空范围降低至大气状态后，开启阀门将所述基片送出所述出口室。

在其中一个实施例中，所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：

实时检测所述基片当前所在的镀膜工艺室，并查询与所述镀膜工艺室对应的基片的传输速度；

通过所述基片的传输速度调整所述传动辊的运行。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获取基片的当前传输速度，并计算在一定时间内通过的距离；

通过光电传感器检测在所述时间内是否通过所述距离；

若没有通过所述距离，则输出传输故障的信息，并进行报警。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获取预先设置的与各个腔室对应的基片加热温度；

实时检测所述基片当前所在的腔室，并获取到与所述腔室对应的基片加热温度；

根据所述基片加热温度控制加热器对所述基片进行加热，并通过温度传感器实时回传所述基片的当前温度。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

接收用户输入的针对每一个镀膜工艺室的功率值、电压值以及电流值的设定；

根据所述功率值、电压值以及电流值对所述镀膜工艺室的溅射电源以及阴极靶位进行设置。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

当所述生产线上的设备的状态发生变化时，则查询预先设置的安全互锁表，所述设备包括真空泵、分子泵、各个腔室的阀门、放气阀门、传动电机、真空加热设备、溅射电源；

根据所述安全互锁表中各个设备的状态对其他设备进行调整。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

启动水冷装置，通过所述水冷装置对所述生成线上的设备进行降温处理，并实时检测水冷装置中水的流量和温度；

当水的流量低于设定流量时，则输出报警信号；

当水的温度高于设定温度时，则输出报警信号；

当存在输出的报警信号时，则停止镀膜工艺室中的镀膜操作。

在其中一个实施例中，所述启动等离子设备对所述基片进行清洗之后，还包括：

获取预设清洗时间，并判断所述基片的清洗时间是否达到所述预设清洗时间；

如果没有达到所述预设清洗时间，则继续通过等离子设备对所述基片进行清洗；

如果达到所述预设清洗时间，则控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室。

在其中一个实施例中，所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：

将所述基片传入当前镀膜工艺室，并控制溅射电源以及阴极靶位对所述基片进行镀膜操作，且在镀膜完成后，继续控制所述基片运行到下一镀膜工艺室直至本次镀膜工作所参与的镀膜工艺室均对所述基片进行镀膜且镀膜完成。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在所述生产线运行过程中实时收集各个腔室的环境参数，并将所收集的参数保存到系统日志中。

与现有技术相比，本发明提供的镀膜生产线控制方法具备以下优势：

与现有技术相比，可以实时检测基片的位置，并根据基片的位置对整个镀膜生产线各个腔室的真空范围进行调节，此外还可以对基片的传动速度进行调节，从而可以对整个生产线进行控制，进而保证了镀膜的准确性。此外传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，节约占地面积，整个镀膜生产线中基片传送采用智能控制，节约人力物力，提供生产效率，镀膜流水线中各腔室依据产品需求更换或增加，整条镀膜生产线适应多种镀膜工艺要求，使用寿命延长，节约资源，因此其应用前景十分广阔。

附图说明

图1是本发明提供的镀膜生产线的布局图；

图2是本发明提供的镀膜生产线的正面示意图；

图3是本发明提供的镀膜生产线的进口室或出口室的结构图；

图4是本发明提供的镀膜生产线的进口缓冲室或过渡室的结构图；

图5是本发明提供的镀膜生产线的隔离室的结构图；

图6是一个实施例中的镀膜生产线的镀膜工艺室的结构图；

图7是另一个实施例中的镀膜生产线的镀膜工艺室的结构图；

图8是本发明提供的镀膜生成线控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及对比例对本发明作进一步详细、完整地说明。

请参见图1至图8所示，本申请提供一种镀膜生产线控制方法，应用于图1至图7所示的镀膜生产线对应的上位机中，其中传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，上位机与传送流水线以及镀膜生产线相通信连接，以通过所述上位机对所述传送流水线和所述镀膜生产线进行控制，所述方法包括：

S202：检测进口室内是否传入基片，当所述进口室传入基片时，则通过真空泵将所述生产线上各个腔室抽真空至中真空范围，并将所述基片传送入进口缓冲室。

具体地，在上位机用户操作界面上有传输基片的状态观测。整个镀膜生产线由中央控制中心，即上位机来控制。生产过程所需要的所有指令都来自于这个中央控制中心。注意，设备用压缩空气标准：含油量<0.1mg/m³。压力(表压)6bar<p<8bar。外来颗粒物尺寸<5μm。颗粒物浓度<5mg/m3。露点<-10℃(高压)。相对湿度<10％。门阀等气动系统空气压力6bar(gauge)。

具体地，在进口室，主要是在大气状态将基片出入进口室，注意此时是将进口室的阀门打开，但是进口室和进口缓冲室之间的阀门仍然关闭，然后通过泵组将进口室、进口缓冲室、进口过渡室、清洗室(工艺室一)、镀膜工艺室(工艺室二至五)、隔离室、出口过渡室、出口缓冲室以及出口室抽真空至低真空范围，然后通过二级泵组，例如分子泵继续抽真空至中真空范围，然后打开进口室与进口缓冲室之间的阀门，从而上位机控制传动辊运动将基片运输到进口缓冲室，具体地传动辊可以包括同步带以及伺服电机等，上位机通过控制伺服电机来控制同步带运动，从而带动基片运动。其中上位机可以通过安装在整个镀膜生产线上的光电传感器来实时获取到基片的位置，例如基片经过时，则光电传感器的光被基片遮挡，此时电压就会发生变化，从而上位机看可以根据电压的变化来确定基片的当前位置，下文中检测基片的位置均是采用此种方法，不在赘述。其中进口室的狭缝阀把它们与大气环境和邻近的真空腔体隔离开来。

S204：检测进口缓冲室是否传入基片，当所述进口缓冲室传入基片时，则对所述基片进行加热，并将所述基片传送至进口过渡室。

具体地，上位机通过光电传感器检测到基片传入到进口缓冲室后，则关闭进口室和进口缓冲室之间的阀门，且可以将进口室的真空状态恢复到大气状态，继续控制分子泵对进口缓冲室、进口过渡室、清洗室(工艺室一)、镀膜工艺室(工艺室二至五)、隔离室、出口过渡室、出口缓冲室以及出口室抽真空至中真空范围，并加热基片，且在基片加热到预设温度后，则可以将基片传送至进口过渡室，其中加热基片的温度可以通过温度传感器实时进行采集，从而上位机可以实时获取到基片的温度，进而判断是否可以将基片传送至进口过渡室。

S206：检测进口过渡室是否传入基片，当所述进口过渡室传入基片时，则对所述基片进行加热，并通过真空泵和分子泵对所述进口过渡室以及所述生产线后续的预设腔室进行抽真空至高真空范围，并将所述基片传送至清洗室。

具体地，上位机通过光电传感器检测到基片传入到进口过渡室后，则关闭进口缓冲室和进口过渡室之间的阀门，且可以将进口缓冲室的真空状态恢复到大气状态，继续控制分子泵对进口过渡室、清洗室(工艺室一)、镀膜工艺室(工艺室二至五)、隔离室、出口过渡室、出口缓冲室以及出口室抽真空至高真空范围，并继续加热基片，且在基片加热到预设温度后，则可以将基片传送至清洗室，其中加热基片的温度可以通过温度传感器实时进行采集，从而上位机可以实时获取到基片的温度，进而判断是否可以将基片传送至进口过渡室。

其中在进口过渡室放在进口缓冲室和清洗室之间，基片框架按照一定的节拍，一片一片地依次进入进口过度室。然后系统将其加速并追赶上前面的一片基片框架。两片之间保持适当的间隙。之后，基片框架在清洗室内保持着恒定的速度并最终穿过各个镀膜工艺室进入出口过渡室。最后，它们按照一定的节拍，一架一架地依次离开真空系统。为了实现这种从间断到连续模式的切换，每个进口过渡室和出口过渡室中都配置了两个传动部分，每部分配置有不同的驱动电机。

S208：检测清洗室是否传入基片，当所述清洗室传入基片时，则启动等离子设备对所述基片进行清洗，并控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，且多个镀膜工艺室之间至少设置一个隔离室。

具体地，清洗室中设置有等离子设备，通过该等离子设备可以对基片进行清洗，以保证基片的清洁，从而防止杂质出现导致镀膜失败。其中将使用下列工艺气体(不含水分的气体):氩气纯度99,999或以上。氧气纯度99,999或以上。氮气纯度99,999或以上。压力1,5bar(表压)。在镀膜工艺室内，上位机可以控制电压以及靶材进行溅射操作，且不同的气氛之间的工艺室可以设置隔离室，从而隔离室两边的工艺室的真空度以及工艺气体可以不同，此外还可以通过光学和电器设备监视工艺过程。例如附图中，其中工艺室二和三的气氛相同，所以不需要设置隔离室，而工艺室三和工艺室四的气氛不同，因此需要设置隔离室进行隔离，以便于操作，且上位机中可以设置各个工艺室中的气氛以及对应的靶材，从而在镀膜的时候，首先通过上位机的控制改变每一个工艺室的气氛，例如真空度以及工艺气体，然后控制基片的速度以使得基片经过每一个工艺室，从而每一个工艺室镀一层膜，最后使得基片镀了多层膜。其中镀膜工艺室中可以设置有中频旋转阴极和平面阴极，具体的每一个镀膜工艺室中所设置的阴极可以预先确定。相临的阴极之间的隔离壁都具有狭缝。基片框架可以从中间通过。也可以对抽气进行连接。

在镀膜工艺室中的每一个溅射单元中都可以进行金属和反应溅射工艺。这个设计能够保证每个溅射单元可以使用中频(或直流)电源的旋转阴极，也可使用直流(中频)电源的平面阴极。这样，工艺工程师就可以拥有便捷的选择条件，从而可以使用各种技术工艺并可以生产出品种繁多的膜系结构的产品。所有溅射单元的结构都是基本相同的。只是偶尔根据溅射材料和沉积速率的不同，采用不同宽度的挡板而已。

其中在每个镀膜工艺室中包括：阴极周围结构，指溅射单元内部的所有部件。它主要影响系统的工作条件，例如气体分布、抽气效果、加热和阴极等离子体的放电性能。挡板溅射单元内还安装了一整套挡板。这些挡板用来保护真空腔体及其内部结构，防止它们在生产中过多的积膜。阴极盖板，工艺室C4的溅射单元都可以用阴极盖板封闭起来。阴极盖板内配置了冷却水、工艺气体、工艺电源和信号电缆的接口。换靶时，将盖板打开后进行检修。冷却装置，阴极周围的侧板和底板都需要进行冷却。采用间接冷却方式，也就是说为了达到良好的热传递效果，侧板和底板都是用螺丝压在冷却管道上的。用户可以根据镀膜技术的需要和实际情况来配置每个阴极溅射单元位。任何一个工位都可以根据需要配置为阴极盖板(平面阴极或旋转阴极)或盲盖板。可以使用行车来吊起或放下这些盖板。溅射单元，无论是金属溅射工艺还是反应溅射工艺，都可以在C4的任何溅射单元位上进行。就是说使用中频电源的旋转阴极和使用直流电源的平面阴极可以安放在相同的位置。这就大大便于在系统中应用多种技术工艺，也便于使用者生产多种多样的膜系。真空室内安装了泵的单元就是泵抽单元。根据实际镀膜技术的需要，它们一般都配置在溅射阴极单元旁边。这种配置泵抽单元的优点在于分子泵对溅射区域的对称抽气效果非常好。泵抽单元内部结构多种多样，甚至可以安装着隔板。这样就可以根据实际工艺来调整邻近的溅射单元内部的工艺气压了。

其中，采用中频模式工作的双旋转阴极的开发使得长期稳定地利用反应溅射工艺沉积化合物膜层成为可能。标准平面溅射阴极主要用于在直流模式下沉积金属膜层。

直流溅射阴极单元，金属溅射工艺所使用的直流电来自于开关电源单元。这些电源单元具有非常高的开关频率，并可以工作在功率控制直流模式、电压控制直流模式和电流控制直流模式。由于选用了适当的输出模块，它可以保证电流信号在整个功率范围内的波动非常小。根据靶材上需要的电压，用户可以在350～825V的范围内离散地选择一些电压值范围进行切换。另外，菜单操作的微处理器还可以具有烧靶模式、功率累加器和电弧计数器等附加的功能。

中频溅射阴极单元，中频模式电源单元主要为反应镀膜工艺供电。交流功率控制器用来调整输出功率。电源单元的电压限制为每个DC和AC输出模块供电。中频电源是水冷的，所以构造非常紧凑。系统控制着冷却水的流量以便防止出现结露。

电弧管理，溅射源的反应速度和抑弧行为的有效性对于溅射过程中实现不间断的膜层沉积是至关重要的。电源单元的理念影响着电弧管理系统的工作效果。出现电弧时，电源实际上是停止输出的。这个极其短暂的反应延迟和空白时间可以把电弧对膜层的影响降到最低。在预溅射一个新靶材的时候，阴极内部进行所有的抑弧作用体现了系统的杰出性能。这也是它能提高功率效率和产量的根本原因。

供气体，供气体上集成了主供气和辅助供气，安装在阴极盖板上。主气体，可以选择一种气体(最多两种气体)来作为该阴极的主气体。辅助气体，为了在整个基片的幅宽上都能够得到厚度均匀一致的膜层，可以单独控制每个阴极的每段辅助气体的流量。辅助气体的通道沿着阴极长度方向分成若干段。系统可以单独控制这种分段式的气体分布系统的每一部分。气体导入口的特殊排列和尺寸能够在基片上实现厚度均匀一致的膜层。

阴极电源在工作时，如发生旋转阴极旋转异常、阴极冷却水的水流量和水温异常等阴极硬件报警输出，也会立即触发溅射电源的InterLock互锁，溅射电源立即停止工作。

增加带钥匙转换开关选择是否可以检修设备的说明：设备在调试或检修期间，经常会遇见打开真空箱体门的情况下运行基片载板或调整门阀，此时会出现伤人的风险。故在设备周边合适的位置，增加多个带钥匙的转换开关，需要专业维修人员屏蔽转换开关后，才能启动基片载板传动、门阀打开和关闭调整等检修工作。

S210：检测出口过渡室是否传入基片，当出口过渡室传入基片时，则控制传送基片的传动辊的运行模式从连续模式转变为间断模式，并将真空范围由高真空范围降低至中真空后，将所述基片传送至出口缓冲室。

在镀膜完成后，涉及到镀膜后的基片的传出，其中当上位机检测到镀膜后的基片传输到出口过渡室后，首先将传动方式修改为间断模式，从而可以使得基片在出口缓冲室、出口过渡室以及出口室的停留时间可调，然后将真空范围由高真空范围降低至中真空后，将所述基片传送至出口缓冲室。

S212：检测出口缓冲室是否传入基片，当出口缓冲室传入基片时，则将真空范围由中真空范围降低至低真空后，将所述基片传送至出口室。

当上位机检测到镀膜后的基片传输到出口缓冲室后，则将将真空范围由中真空范围降低至低真空后，将所述基片传送至出口室。

S214：检测出口室是否传入基片，当出口室传入基片时，则将真空范围由低真空范围降低至大气状态后，开启阀门将所述基片送出所述出口室。

当上位机检测到镀膜后的基片传输到出口室后，则将将真空范围由低真空范围降低至大气状态后，开启阀门将所述基片送出所述出口室。

其中上文中，狭缝阀把进(出)口室、缓冲室和过渡室隔离开。这样，不同的真空室中就可以实现不同的真空度。当把基片框架从一个真空室传送到另一个真空室里，必须根据相邻的真空腔体内的实际气压状态来开启或关闭狭缝阀。只有狭缝阀内侧的气压低于外侧的气压时，狭缝阀才能发挥到良好的密封效果。狭缝阀的一侧固定汽缸并由汽缸通过动密封来驱动。

具体地，上述传动基片的过程，为了连续进行溅射，供片系统和下片系统必须具有足够充分的过程控制能力。这就意味着上片系统必须能连续地提供新鲜的基片，而下片台必须在下一架基片达到之前清空台面上的基片。通过调整溅射区域内的溅射速度，本系统可以根据不同的技术要求在不同尺寸和不同负载长度的基片上进行镀膜。

基片是间断地通过镀膜生产线的进口室而又连续地通过工艺室的。工艺室中镀膜时进行的工艺过程要求基片框架必须连续地通过，基片框架在进口过渡室和出口过渡室中实现间断传送与这个连续传送的转换。基片框架的位置传感器不停地检查基片框架的位置并控制驱动电器单元，这样就可以实现速度的变化以及在需要的位置上实现软停止。

节拍时间，在溅射阴极数量确定的情况下，实际的节拍时间决定于所采用的溅射技术(沉积速率和玻璃框架传动速度)、系统的进口室中的真空设备的能力、机械运动部件的工作时间以及电器部件的切换延时共同决定了最小的节拍时间。

传动结构，基片框架底部摩擦轮，上部磁导向。其中基片框架位置传感器用于检查基片框架在传动方向上的位置。它安装在腔体外部。它们和控制器一起监视着基片框架的位置。

设计真空设备时需要考虑以下方面：基片框架传入和传出进(出)口室所预期的节拍周期，技术工艺的压力范围，基片和基片框架带入的气体，需要输入的工艺气体量，在设计每个溅射阴极单元的真空系统时都考虑到了最大工艺气体量。PLC监视着工艺气体的充入量。过渡室和工艺室内是高真空的，同时分子泵的使用完美的实现了泵抽单元的气体隔离效果。

上述实施例中，可以实时检测基片的位置，并根据基片的位置对整个镀膜生产线各个腔室的真空范围进行调节，此外还可以对基片的传动速度进行调节，从而可以对整个生产线进行控制，进而保证了镀膜的准确性。此外传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，节约占地面积，整个镀膜生产线中基片传送采用智能控制，节约人力物力，提供生产效率，镀膜流水线中各腔室依据产品需求更换或增加，整条镀膜生产线适应多种镀膜工艺要求，使用寿命延长，节约资源，因此其应用前景十分广阔。

在其中一个实施例中，所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：实时检测所述基片当前所在的镀膜工艺室，并查询与所述镀膜工艺室对应的基片的传输速度；通过所述基片的传输速度调整所述传动辊的运行。基片框架传动系统的驱动控制器构成了另一个功能单元。由于受到电机连接电缆长度的限制，这些控制都安装在一系列沿着系统摆放的开关盒中。传动控制器的设计目的是为了实现镀膜生产线的自动运行。在一切正常的情况下，玻璃框架可以完全自动通过整个镀膜生产线，也就是说不需要操作员的参与。这里说的整个镀膜生产线包括从上片台到下片台的整个过程。

本实施例中，软件的控制主要包括：真空系统、阴极模块、传动运输系统、气路管理、电源模块、排气系统等。拥有数据采集、展示和控制和分析能力从而方便与工程师根据对时间、电源、压力、温度等相关工艺参数来处理系统出现的报警和事件。传输控制模块中，应该具备监控基片的位置信息、状态信息等。工艺模块操作可以控制系统的相关模块，比如：直流电源控制、气体流量、压力、基片传输的速度等。主要包括以下检测：传输观测：在上位机用户操作界面上有传输Carrier的状态观测。工艺观测：溅射电源的功率值、电压值、电流值的设定与显示，工艺气体的设定与显示。水温观测：阴极冷却水均有水流量检测报警和水温温度读取，旋转阴极还集成了漏水检测报警功能。总冷却水有进、回水的水温检测及冷却水的水压值检测。CDA:压缩空气有总管路压缩空气的压力值检测。工艺气体监测：通过流量计设定及读取每路工艺气体参数。故障情况处理：传输故障：基片有传输过程中，根据传输速度，计算在一定的时间内通过光电间的距离。如果超过了计算的时间没有通过光电间的距离，则认为有传输故障并报警。报警后，报警前段的传输继续运行，报警后段的传动则停止。可以手动反向传输有故障的基片尽量不破坏真空的情况下处理故障。水温异常：旋转阴极的冷却水有水温和水流的检测。水流的检测是开关量控制，当水流低于设定的水流点时，输出一个开关信号报警。水温检测是读取水流值与事先设定的水温值进行比较，高于设定的水温时，发出报警信号。当水温或水流有报警信号时，要停止靶溅射电源的工作。气路异常：安装在总压缩空气管路的压力传感器检测总压缩空气压力是否正常，如果发生异常，便产生报警。与其它关键零部件的接口设备与阴极接口采用航空快插，以ProfibusDP通讯方式控制阴极内部相关受控部件，逻辑置于上位机；设备与泵的接口采用ProfibusDP通讯，相关逻辑置于上位机；设备与自动化的接口ProfibusDP耦合器接口，逻辑置于上位机；设备与电源的接口采用ProfibusDP通讯，逻辑置于上位机。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取基片的当前传输速度，并计算在一定时间内通过的距离；通过光电传感器检测在所述时间内是否通过所述距离；若没有通过所述距离，则输出传输故障的信息，并进行报警。

具体地，系统中安装的信号灯和声响报警可以指示系统的几种不同的状态，例如红灯闪烁表示未响应报警，红灯亮表示已响应报警，红灯灭表示无错误，绿灯亮表示传输速度正常。具体地还供报警管理功能。当系统有异常信息时候需要产生报警并展现的HMI的报警页面，用户可以判断该报警的抛出者从而做出相应的处理，例如恢复等。

风险评估首先确定设备的使用范围ARC PVD生产线是在高真空环境下，利用等离子体中的电荷离子轰击靶材表面，使靶材上的原子或离子被轰击出来，沉积在机体表面生长成薄膜的过程。因为是在高真空下，整条生产线均在密闭的不锈钢材料制成的腔体里完成生产工序及工艺，所以风险级别比较低。ARC PVD生产线的设计生命周期比较长，在10年以上，在生产线使用过程中配套的主要设备是全自动化的机械手上、下片操作，各生产阶段所涉及到的人员很少，不涉及危险化学用品，生产时主要配套材料为氩气、氮气、氧气，及金属材料硅、铌等。

风险识别主要是从设备的以下几个方面进行对风险的识别：机械：ARC PVD生产线机械方面的风险主要是Carrier在传输过程中同步轮和同步带在真空箱体外面，机械设计时会有保护罩挡住，避免伤害到人。由于是真空设备，在负压下工作，对人员伤害概率低。几种真空泵也是封闭工作，配套的服务设备如压缩空气、冷却水系统也只有4到6个大气压力，风险级别低。上下片的自动化配套设备，由配套厂家完成风险评估及保护。电气：ARC PVD生产线电气方面严格按照CE&SEMI安全认证要求设计和安装，降低风险级别。在靶位高电压处加装保护罩及保护罩开关，一旦靶保护罩没有装，立即停止溅射电源输出。发热：ARC PVD生产线只有2#箱体内部有加热需求，机械设计时保障箱体外部温度为常温。设备长时间运行时，真空泵等部件发热都在允许的合理范围。噪声：真空泵的噪声在允许的合理范围内，其他部件几乎无噪声。震动：真空泵的震动在允许的合理范围内，其他部件几乎无噪声。辐射：几乎无辐射。材料及化学用品：金属材料为硅和铌，化学品为氩气、氮气或氧气。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取预先设置的与各个腔室对应的基片加热温度；实时检测所述基片当前所在的腔室，并获取到与所述腔室对应的基片加热温度；根据所述基片加热温度控制加热器对所述基片进行加热，并通过温度传感器实时回传所述基片的当前温度。注意温度不能低于空气的露点温度。

其中，腔体背面的加热器，沿着基片传动方向(即横向)排列若干可独立调整加热功率的加热单元，保证了基片传动方向(即横向)的温度均匀性，腔体正面的加热器，沿垂直于基片传动方向(即纵向)排列若干可独立调整加热功率的加热单元，保证了基片在垂直于传动方向(即纵向)的温度均匀性。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：接收用户输入的针对每一个镀膜工艺室的功率值、电压值以及电流值的设定；根据所述功率值、电压值以及电流值对所述镀膜工艺室的溅射电源以及阴极靶位进行设置。

具体地，如果电压下降到低于某个特定值，低电压触发设备就会切断主开关。控制的时候主要包括以下步骤：调出控制界面软件的“阴极Cathode”画面，输入溅射功率的值。这个值大约只相当于正常溅射功率的20％。启动阴极。检查放电过程的起辉是否正常。显示的实际功率，显示的放电电流，显示的烧靶电压，等离子体辉光的颜色和形状。监视电弧数。如果十分钟之后，电弧数依然明显超过指定的数值，那么应当将阴极在目前的功率水平再烧五分钟。如果提高溅射功率之后，电弧数猛烈增长，那么由于电弧控制回路的保护，溅射电源频繁地被打断，进而无法达到新的功率水平。这时候，应该把设定的功率降低到前面的等级，同时阴极将在这个功率水平上再烧五分钟。之后，系统将再次监视电弧数。系统不断会持续进行这个过程直到电源的实际功率达到生产所需要的功率水平。一般来说，功率越低电弧就越少。将功率设置提高到该阴极所允许的最大值并保持几分钟。需要使用的阴极必须已经装配了新靶材或者剩余的部分厚度依然足够。需要使用的阴极已经开启并完成烧靶过程。如果重新配置了系统、更换了靶材或调整了产品：应当利用调试样品检查单靶和膜系的均匀性。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：当所述生产线上的设备的状态发生变化时，则查询预先设置的安全互锁表，所述设备包括真空泵、分子泵、各个腔室的阀门、放气阀门、传动电机、真空加热设备、溅射电源；根据所述安全互锁表中各个设备的状态对其他设备进行调整。

具体地，生产线中的所有部件(例如泵、阀门、驱动电机、加热器等等)都根据各自的特征(输出、压力等等)设置了互锁，从而防止可能出现的误操作。如果互锁条件满足了，对应的元件将会自动或开启或闭合或者断电。当互锁条件已经满足，真空系统中的每个部件都可以手动操作。如果部件工作时互锁条件突然不满足了，那么这个部件就会自动被终止。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：启动水冷装置，通过所述水冷装置对所述生成线上的设备进行降温处理，并实时检测水冷装置中水的流量和温度；当水的流量低于设定流量时，则输出报警信号；当水的温度高于设定温度时，则输出报警信号；当存在输出的报警信号时，则停止镀膜工艺室中的镀膜操作。

具体地，一般来说，系统一直在监视冷却水管路中的最低流速。如果它低于了某个值，系统就会形成一个出错信息。如果在规定的时间内依然没有恢复到必须的流量，该部件就会自动停止工作。冷却水会流过阴极带走阴极工作时产生的热量。水冷装置用于冷却阴极四周、动密封、阴极、前级泵、分子泵和腔体。腔体的冷却(含腔体连接法兰、门、侧板、中间隔板等)；真空泵(前级泵、分子泵)的冷却；阴极、阴极位和阴极电源的冷却；基片的冷却

在其中一个实施例中，所述启动等离子设备对所述基片进行清洗之后，还包括：获取预设清洗时间，并判断所述基片的清洗时间是否达到所述预设清洗时间；如果没有达到所述预设清洗时间，则继续通过等离子设备对所述基片进行清洗；如果达到所述预设清洗时间，则控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室。

在其中一个实施例中，所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：将所述基片传入当前镀膜工艺室，并控制溅射电源以及阴极靶位对所述基片进行镀膜操作，且在镀膜完成后，继续控制所述基片运行到下一镀膜工艺室直至本次镀膜工作所参与的镀膜工艺室均对所述基片进行镀膜且镀膜完成。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：在所述生产线运行过程中实时收集各个腔室的环境参数，并将所收集的参数保存到系统日志中。日志记录模块，大概分为俩个部分：系统日志和数据日志。系统日志基本是系统在运行过程中所产生的日志记录，主要给软件工程师来查看和分析系统的运行状况；数据日志包含操作记录、事件、工艺相关的数据(电压、功率、温度等等)，供工艺工程师查看分析，并允许对应用户导出保存。数据监控功能是本系统的一个重要模块，包含对温度，压力等数据的实时取样监控。从而为数据日志记录做一个前提条件。同时也体统给操作用户实时查看功能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种镀膜生产线控制方法，所述方法应用到上位机中，传送流水线和镀膜生产线首尾相连形成一环形流水线，上位机与传送流水线以及镀膜生产线相通信连接，以通过所述上位机对所述传送流水线和所述镀膜生产线进行控制，其特征在于，所述方法包括：

检测进口室内是否传入基片，当所述进口室传入基片时，则通过真空泵将所述生产线上各个腔室抽真空至中真空范围，并将所述基片传送入进口缓冲室；

检测进口缓冲室是否传入基片，当所述进口缓冲室传入基片时，则对所述基片进行加热，并将所述基片传送至进口过渡室；

检测进口过渡室是否传入基片，当所述进口过渡室传入基片时，则对所述基片进行加热，并通过真空泵和分子泵对所述进口过渡室以及所述生产线后续的预设腔室进行抽真空至高真空范围，并将所述基片传送至清洗室；

检测清洗室是否传入基片，当所述清洗室传入基片时，则启动等离子设备对所述基片进行清洗，并控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，且多个镀膜工艺室之间至少设置一个隔离室；其中，各个镀膜工艺室根据气氛来确定之间是否存在隔离室，且设置各个工艺室中的气氛以及对应的靶材，在镀膜的时，改变每一个工艺室的气氛，控制基片的速度以使得基片经过每一个工艺室，从而每一个工艺室镀一层膜，最后使得基片镀了多层膜；

检测出口过渡室是否传入基片，当出口过渡室传入基片时，则控制传送基片的传动辊的运行模式从连续模式转变为间断模式，并将真空范围由高真空范围降低至中真空后，将所述基片传送至出口缓冲室；

检测出口缓冲室是否传入基片，当出口缓冲室传入基片时，则将真空范围由中真空范围降低至低真空后，将所述基片传送至出口室；

检测出口室是否传入基片，当出口室传入基片时，则将真空范围由低真空范围降低至大气状态后，开启阀门将所述基片送出所述出口室；

所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：

实时检测所述基片当前所在的镀膜工艺室，并查询与所述镀膜工艺室对应的基片的传输速度；

通过所述基片的传输速度调整所述传动辊的运行；

所述方法还包括：

获取基片的当前传输速度，并计算在一定时间内通过的距离；

通过光电传感器检测在所述时间内是否通过所述距离；

若没有通过所述距离，则输出传输故障的信息，并进行报警；

所述方法还包括：

获取预先设置的与各个腔室对应的基片加热温度；

实时检测所述基片当前所在的腔室，并获取到与所述腔室对应的基片加热温度；

根据所述基片加热温度控制加热器对所述基片进行加热，并通过温度传感器实时回传所述基片的当前温度；

所述方法还包括：

接收用户输入的针对每一个镀膜工艺室的功率值、电压值以及电流值的设定；

根据所述功率值、电压值以及电流值对所述镀膜工艺室的溅射电源以及阴极靶位进行设置；

所述方法还包括：

当所述生产线上的设备的状态发生变化时，则查询预先设置的安全互锁表，所述设备包括真空泵、分子泵、各个腔室的阀门、放气阀门、传动电机、真空加热设备、溅射电源；

根据所述安全互锁表中各个设备的状态对其他设备进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

启动水冷装置，通过所述水冷装置对所述生成线上的设备进行降温处理，并实时检测水冷装置中水的流量和温度；

当水的流量低于设定流量时，则输出报警信号；

当水的温度高于设定温度时，则输出报警信号；

当存在输出的报警信号时，则停止镀膜工艺室中的镀膜操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动等离子设备对所述基片进行清洗之后，还包括：

获取预设清洗时间，并判断所述基片的清洗时间是否达到所述预设清洗时间；

如果没有达到所述预设清洗时间，则继续通过等离子设备对所述基片进行清洗；

如果达到所述预设清洗时间，则控制传送基片的传动辊的运行模式从间断模式转变为连续模式，将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述基片依次传入至多个镀膜工艺室，包括：

将所述基片传入当前镀膜工艺室，并控制溅射电源以及阴极靶位对所述基片进行镀膜操作，且在镀膜完成后，继续控制所述基片运行到下一镀膜工艺室直至本次镀膜工作所参与的镀膜工艺室均对所述基片进行镀膜且镀膜完成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述生产线运行过程中实时收集各个腔室的环境参数，并将所收集的参数保存到系统日志中。

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