CN111074230A - 镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备 - Google Patents

镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备 Download PDF

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CN111074230A CN201811224583.0A CN201811224583A CN111074230A CN 111074230 A CN111074230 A CN 111074230A CN 201811224583 A CN201811224583 A CN 201811224583A CN 111074230 A CN111074230 A CN 111074230A
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黄传虎
王建新
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Abstract

本发明公开了一种镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备，其中该检测装置包括载具本体、距离检测机构和控制装置，其中，距离检测机构设置在镀膜设备上，用于依据预设的检测周期检测载具本体在设定方向上的距离值；控制装置用于根据距离值和预设的检测周期计算获得设定方向上的加速度波动值，并根据加速度波动值确定产品在设定方向上的镀膜均匀性。本发明提供的镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备，实现了基材在镀膜过程中对镀膜均匀性的检测，从而提高了生产效率，节约了投入成本，同时可以确定在镀膜过程中，载具本体移动时加速度的变化对镀膜均匀性造成的影响，从而可以确定造成镀膜均匀性不良的原因和机理。

Description

镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备
技术领域
本发明涉及PVD设备镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备。
背景技术
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子的材料源转移到基材表面上的过程。其中，立式PVD设备是实现该过程的一种普遍应用的生产设备，为了实现规模效应以降低成本、增加产品的竞争力，越来越多的工厂生产或应用立式PVD设备。
在采用立式PVD设备镀膜时，基材一般是由载具承载进行移动。镀膜均匀性与移动速度和加工功率的稳定性有直接关系。但是，通常加工功率由专业设备直接反馈。因此，控制载具移动速度的稳定性是控制镀膜均匀的关键因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备，以解决上述现有技术中的问题，实现基材在镀膜过程中移动速率波动对镀膜均匀性造成影响的检测，提高检测效率，降低检测成本，使镀膜结果更加可控。
本发明提供了一种镀膜均匀性在线检测装置，其中，包括：
载具检测模块，所述载具检测模块用于依据预设的检测周期检测载具与所述载具检测模块的距离值；
控制装置，用于根据所述距离值和所述预设的检测周期确定所述载具的速度信息，并根据所述速度信息确定设置在载具上的产品的镀膜均匀性。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，所述载具检测模块包括第一载具检测机构和/或第二载具检测机构；
所述第一载具检测机构设置在与载具镀膜移动方向相对的方向；
所述第二载具检测机构设置在与载具镀膜移动方向垂直的方向。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，还包括报警模块，镀膜均匀性为不合格时，发出警示信号。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，所述第一载具检测机构和所述第二载具检测机构均为激光传感器。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，还包括激光反射件，所述激光反射件转动设置在所述载具上，所述激光反射件的转动中心竖直设置，所述第一载具检测机构发送的激光信号照射至所述激光反射件。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，所述载具上设置有开口，所述开口在垂直于载具镀膜移动方向上贯通所述载具，所述激光反射件转动设置在所述开口中。
如上所述的镀膜均匀性在线检测装置，其中，优选的是，所述激光反射件通过扭簧转动设置在所述开口中。
本发明还提供了一种镀膜设备，包括载具，其中，所述镀膜设备还包括本发明提供的镀膜均匀性在线检测装置，所述载具检测模块设置在所述镀膜设备上。
本发明还提供了一种镀膜均匀性在线检测方法，其中，包括：
依据预设的周期获取载具检测模块检测的所述载具检测模块到载具的距离信息；
根据所述载具检测模块到载具的距离信息和所述周期，确定所述载具移动的速度的信息；
根据所述载具移动的速度的信息确定载具上设置的产品的镀膜均匀性。
如上所述的镀膜均匀性在线检测方法，其中，优选的是，所述载具检测模块到载具的距离信息，包括第一距离信息和第二距离信息；
所述载具检测模块包括第一载具检测机构和第二载具检测机构；
所述第一距离信息为所述第一载具检测机构到载具的距离信息；
所述第二距离信息为所述第二载具检测机构到载具的距离信息。
如上所述的镀膜均匀性在线检测方法，其中，优选的是，根据所述载具移动的速度的信息确定载具上设置的产品的镀膜均匀性，包括：
根据所述第一距离信息和所述周期确定所述载具在镀膜移动方向上的第一速度信息，并根据所述第一速度信息确定载具上设置的产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性；
根据所述第二距离信息和所述周期确定所述载具在垂直于镀膜移动方向上的第二速度信息，并根据所述第二速度信息确定载具上设置的产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性。
如上所述的镀膜均匀性在线检测方法，其中，优选的是，在确定所述第一速度信息和所述第二速度信息之后，所述方法还包括：
判断所述第一速度信息是否小于设定的第一阈值；如果是，则确定产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格；
判断所述第二速度信息是否小于设定的第二阈值；如果是，则确定产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格。
如上所述的镀膜均匀性在线检测方法，其中，优选的是，如果判断所述第一速度信息是否小于设定的第一阈值的结果为否，或者判断所述第二速度信息是否小于设定的第二阈值的结果为否，所述检测方法还包括：
发出警示音，提示产品镀膜均匀性不合格。
本发明提供的镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备，实现了基材在镀膜过程中对镀膜均匀性的检测。无需对镀膜后的产品在线下通过专用检测设备进行镀膜均匀性检测，从而提高了生产效率，节约了投入成本。同时，本申请的镀膜均匀性在线检测装置可以确定在镀膜过程中，本体随载体移动时加速度的变化对镀膜均匀性造成的影响，从而可以确定造成镀膜均匀性不良的原因和机理。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的镀膜均匀性在线检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的镀膜均匀性在线检测方法的流程图。
附图标记说明：
100-载具 200-第一载具检测模块
300-第二载具检测模块 400-激光反射件
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种镀膜均匀性在线检测装置，其包括载具检测模块和控制装置，载具检测模块用于依据预设的检测周期检测载具100与载具检测模块的距离值；控制装置用于根据距离值和预设的检测周期确定载具100的速度信息，并根据速度信息确定设置在载具100上的产品的镀膜均匀性。其中，载具用于承载待镀膜的基材，基材随载具在镀膜区域的匀速移动实现均匀镀膜。
具体地，载具检测模块可以包括第一载具检测机构200和/或第二载具检测机构300。在本实施例中，以载具检测模块包括第一载具检测机构200和第二载具检测机构300为例进行说明。
第一载具检测机构200设置在与载具镀膜移动方向相对的方向，以检测第一载具检测机构200与载具100间的第一距离信息。控制装置根据第一距离信息和预设的检测周期获得第一速度信息。在本申请的实施例中，该控制装置还可以根据第一速度信息确定产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性。
第二载具检测机构300设置在与载具镀膜移动方向垂直的方向，以检测第二载具检测机构300与载具100间的第二距离信息。控制装置可以根据第二距离信息和预设的检测周期获得第二速度信息。在本申请的实施例中，该控制装置还可以根据第二速度信息确定产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性。其中，第一距离信息和第二距离信息均可以为距离值，第一速度信息和第二速度信息均可以为加速度。
具体而言，在T0时刻，通过第一载具检测机构200检测载具在镀膜移动方向上的第一纵向距离值Pt0，该T0时刻为初始时刻，该第一纵向距离值Pt0表示载具100的初始位置。继续检测T1时刻的第二纵向距离值Pt1，T1时刻与T0时刻的差值即为预设的检测周期H，该预设的检测周期H具体可以为5～10000ms，检测周期H的具体数值可以根据实际情况进行设定。第二纵向距离值Pt1与第一纵向距离值Pt0的差值为载具100经过第一个检测周期移动的第一纵向距离变动值L1。
重复上述过程，根据T1和T2时刻检测的纵向距离值计算获得载具100在经过第二个检测周期移动的第二纵向距离变动值L2。根据公式V＝L/H(V为在一个检测周期内的纵向平均速度，L为载具100经过一个检测周期在镀膜移动方向上所移动的纵向距离，H为检测周期)计算在第一个检测周期内的纵向平均速度V1和第二个检测周期内的纵向平均速度V2，即V1＝L1/H，V2＝L2/H。再根据公式a＝(V2-V1)/H得到纵向加速度波动值；最后可以将纵向加速度波动值a的绝对值|a|与第一阈值y进行比较。如果|a|＞y，则说明载具100上的产品在T0至T1时刻间的镀膜均匀性不合格。
由此，通过本实施例提供的镀膜均匀性在线检测装置，实现了基材在镀膜过程中对镀膜均匀性的检测。本申请无需对镀膜后的产品在线下通过专用检测设备进行镀膜均匀性检测，且提高了生产效率，节约了投入成本。同时，本申请的镀膜均匀性在线检测装置可以确定在镀膜过程中，载具100移动时加速度的变化对镀膜均匀性造成的影响，从而可以确定造成镀膜均匀性不良的原因和机理。
需要说明的是，通过设置第二载具距离检测机构300，可以检测因载具在垂直于镀膜移动方向上发生的晃动而导致的镀膜均匀性不良的问题。
具体而言，在T0时刻检测载具在垂直于镀膜移动方向上的第一横向距离值Pt0′，该T0时刻为初始时刻，该第一横向距离值Pt0′表示载具100的初始位置。继续检测T1时刻的第二横向距离值Pt1′，T1时刻与T0时刻的差值即为预设的检测周期H，该预设的检测周期H具体可以为5～10000ms，检测周期H的具体数值可以根据实际情况进行设定。第二横向距离值Pt1′与第一横向距离值Pt0′的差值为载具100经过第一个检测周期移动的第一横向距离变动值L1′。
重复上述过程，根据T1和T2时刻检测的横向距离值计算获得载具100在经过第二个检测周期移动的第二横向距离变动值L2′。根据公式V′＝L′/H(V′为在一个检测周期内的横向平均速度，L′为载具本体100经过一个检测周期所移动的横向距离，H为检测周期)计算在第一个检测周期内的横向平均速度V1′和第二个检测周期内的横向平均速度V2′，即V1′＝L1′/H，V2′＝L2′/H；再根据公式a′＝(V2′-V1′)/H得到横向加速度波动值。最后可以将横向加速度波动值a′的绝对值|a′|与第二阈值y′进行比较，如果|a′|＞y′，则说明载具100在T0至T1时刻间的镀膜均匀性不合格。
当然，检测横向距离值的时刻并不仅局限于T0、T1和T2三个时刻，检测的时刻依据上述检测周期H贯穿整个载具本体100的移动过程。即检测的时刻为Tn(n为大于等于0的整数)。
其中，为了便于使用和控制，第一载具检测机构200和第二载具检测机构300均可以为激光传感器。
进一步，为了便于及时发现镀膜过程中发生的镀膜不均匀的问题，该镀膜均匀性在线检测装置还可以包括报警模块。镀膜均匀性被检测为不合格时，报警模块可以发出警示信号。
本发明实施例还提供了一种镀膜设备，包括载具100。镀膜设备还包括本发明任意实施例提供的镀膜均匀性在线检测装置。载具检测模块设置在所述镀膜设备上，以实时检测其与载具100之间的距离信息。其中，该镀膜设备可以为PVD立式镀膜设备。
需要说明的是，第一载具检测机构200可以为激光传感器，激光传感器发射的光束为直线，其原理是通过向待测部件发射激光来检测其与待测部件间的垂直距离。如果需要检测其与载具100间的距离，激光传感器则需要放置在载具100的移动路径上必然导致载具100最终撞到激光传感器。为了解决该问题，在本实施例中，如图1所示，该镀膜设备还包括激光反射件400，该激光反射件400转动设置在所述载具100上。所述激光反射件400的转动中心竖直设置，且所述第一载具检测机构200与所述激光反射件400位于同一水平高度。激光反射件400为板状结构。在载具到达镀膜区域之前，激光反射件400转动到与载具100垂直的状态，使激光反射件400的反射面与第一载具检测机构200发出的光束垂直。激光反射件400上具有较大的面积凸出于载具100之外，从而使第一载具检测机构200设置在载具100移动路径之外的位置，避免与载具100发生干涉。当载具100上的产品完成镀膜，载具100移出镀膜区域后，激光反射件400会与第一载具检测机构200发生碰撞。由于第一载具检测机构200固定在镀膜设备上，激光反射件400可以随着载具100的移动及第一载具检测机构200的阻挡而发生转动，以保证载具100能够顺利通过镀膜区域，将镀膜后的产品送出生产线。
进一步，载具100上设置有开口，所述开口在垂直于载具镀膜移动方向上贯通所述载具100，所述激光反射件400转动设置在所述开口中。
其中，为了便于第一载具检测机构200检测载具100的位置同时保证检测的准确性。第一载具检测机构200与激光反射件400位于同一水平高度。
此外，为了便于激光反射件400在经过镀膜区域后能够自动恢复到初始状态，即激光反射件400与载具100垂直的状态。在本实施例中，激光反射件400通过扭簧转动设置在开口中。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种镀膜均匀性在线检测方法，该检测方法采用上述镀膜设备，且该镀膜设备利用上述镀膜均匀性在线检测装置实现对产品镀膜均匀性的检测，具体包括如下步骤：
步骤S100、依据预设的周期获取载具检测模块检测的所述载具检测模块到载具的距离信息。
其中，所述载具检测模块到载具的距离信息，包括第一距离信息和第二距离信息；由于所述载具检测模块包括第一载具检测机构和第二载具检测机构，所述第一距离信息为所述第一载具检测机构到载具的距离信息，所述第二距离信息为所述第二载具检测机构到载具的距离信息。
步骤S200、根据载具检测模块到载具的距离信息和周期，确定载具移动的速度的信息。具体地，根据第一距离信息和周期确定载具在镀膜移动方向上的第一速度信息；以及根据第二距离信息和周期确定载具在垂直于镀膜移动方向上的第二速度信息。
步骤S300、根据载具移动的速度的信息确定载具上设置的产品的镀膜均匀性。
其中，步骤S300具体包括：
根据所述第一速度信息确定载具上设置的产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性；以及根据所述第二速度信息确定载具上设置的产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性。由此，本实施例提供的检测方法实现了对产品在镀膜移动方向以及垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性的检测，保证了产品镀膜质量。
进一步，在确定第一速度信息和第二速度信息之后，方法还包括：
判断第一速度信息是否小于设定的第一阈值；如果是，则确定产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格。
判断第二速度信息是否小于设定的第二阈值；如果是，则确定产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格。
其中，第一速度信息和第二速度信息可以为加速度，通过对加速度波动幅度的检测，可以实现对产品镀膜均匀性的状态的准确评估。
具体而言，以载具在镀膜方向上移动时的过程为例进行说明。在T0时刻，通过第一载具检测机构200检测载具在镀膜移动方向上的第一纵向距离值Pt0。该T0时刻为初始时刻，该第一纵向距离值Pt0表示载具100的初始位置。继续检测T1时刻的第二纵向距离值Pt1，T1时刻与T0时刻的差值即为预设的检测周期H。在一个例子中该预设的检测周期H具体可以为5～10000ms，检测周期H的具体数值可以根据实际情况进行设定。第二纵向距离值Pt1与第一纵向距离值Pt0的差值为载具100经过第一个检测周期移动的第一纵向距离变动值L1。
重复上述过程，根据T1和T2时刻检测的纵向距离值计算获得载具100在经过第二个检测周期移动的第二纵向距离变动值L2。根据公式V＝L/H(V为在一个检测周期内的纵向平均速度，L为载具100经过一个检测周期在镀膜移动方向上所移动的纵向距离，H为检测周期)计算在第一个检测周期内的纵向平均速度V1和第二个检测周期内的纵向平均速度V2。即V1＝L1/H，V2＝L2/H；再根据公式a＝(V2-V1)/H得到纵向加速度波动值。
最后可以将纵向加速度波动值a的绝对值|a|与第一阈值y进行比较。如果|a|＞y，则说明载具100上的产品在T0至T1时刻间的镀膜均匀性不合格。由此，通过本实施例提供的镀膜均匀性在线检测装置，实现了基材在镀膜过程中对镀膜均匀性的检测。无需对镀膜后的产品在线下通过专用检测设备进行镀膜均匀性检测，从而提高了生产效率，节约了投入成本。同时，该镀膜均匀性在线检测装置可以确定在镀膜过程中，载具100移动时加速度的变化对镀膜均匀性造成的影响，从而可以确定造成镀膜均匀性不良的原因和机理。
进一步，对于载具在垂直于镀膜方向上发生移动时的镀膜均匀性的检测。具体可以在T0时刻检测载具在垂直于镀膜移动方向上的第一横向距离值Pt0′。该T0时刻为初始时刻。该第一横向距离值Pt0′表示载具100的初始位置。继续检测T1时刻的第二横向距离值Pt1′，T1时刻与T0时刻的差值即为预设的检测周期H。在一个例子中，预设的检测周期H具体可以为5～10000ms，检测周期H的具体数值可以根据实际情况进行设定。第二横向距离值Pt1′与第一横向距离值Pt0′的差值为载具100经过第一个检测周期移动的第一横向距离变动值L1′。
重复上述过程，根据T1和T2时刻检测的横向距离值计算获得载具100在经过第二个检测周期移动的第二横向距离变动值L2′。根据公式V′＝L′/H(V′为在一个检测周期内的横向平均速度，L′为载具本体100经过一个检测周期所移动的横向距离，H为检测周期)计算在第一个检测周期内的横向平均速度V1′和第二个检测周期内的横向平均速度V2′，即V1′＝L1′/H，V2′＝L2′/H；再根据公式a′＝(V2′-V1′)/H得到横向加速度波动值。最后可以将横向加速度波动值a′的绝对值|a′|与第二阈值y′进行比较，如果|a′|＞y′，则说明载具100在T0至T1时刻间的镀膜均匀性不合格。
当然，检测横向距离值的时刻并不仅局限于T0、T1和T2三个时刻，检测的时刻依据上述检测周期H贯穿整个载具本体100的移动过程，即检测的时刻为Tn(n为大于等于0的整数)。
进一步，如果判断所述第一速度信息是否小于设定的第一阈值的结果为否，或者判断所述第二速度信息是否小于设定的第二阈值的结果为否，所述检测方法还包括：
发出警示音，提示产品镀膜均匀性不合格，以便于及时发现镀膜不均匀性的问题。
本发明实施例提供的镀膜均匀性在线检测装置、检测方法及镀膜设备，实现了基材在镀膜过程中对镀膜均匀性的检测。无需对镀膜后的产品在线下通过专用检测设备进行镀膜均匀性检测，从而提高了生产效率，节约了投入成本，同时，该镀膜均匀性在线检测装置可以确定在镀膜过程中，载具本体移动时加速度的变化对镀膜均匀性造成的影响，从而可以确定造成镀膜均匀性不良的原因和机理。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种镀膜均匀性在线检测装置，其特征在于，包括：
载具检测模块，所述载具检测模块用于依据预设的检测周期检测载具与所述载具检测模块的距离值；
控制装置，用于根据所述距离值和所述预设的检测周期确定所述载具的速度信息，并根据所述速度信息确定设置在载具上的产品的镀膜均匀性。
2.根据权利要求1所述的镀膜均匀性在线检测装置，其特征在于，所述载具检测模块包括第一载具检测机构和/或第二载具检测机构；
所述第一载具检测机构设置在与载具镀膜移动方向相对的方向；
所述第二载具检测机构设置在与载具镀膜移动方向垂直的方向。
3.根据权利要求1所述的镀膜均匀性在线检测装置，其特征在于，还包括报警模块，镀膜均匀性为不合格时，发出警示信号。
4.根据权利要求1所述的镀膜均匀性在线检测装置，其特征在于，所述第一载具检测机构和所述第二载具检测机构均为激光传感器。
5.根据权利要求2所述的镀膜设备，其特征在于，还包括激光反射件，所述激光反射件转动设置在所述载具上，所述激光反射件的转动中心竖直设置，所述第一载具检测机构发送的激光信号照射至所述激光反射件。
6.根据权利要求5所述的镀膜设备，其特征在于，所述载具上设置有开口，所述开口在垂直于载具镀膜移动方向上贯通所述载具，所述激光反射件转动设置在所述开口中。
7.根据权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，所述激光反射件通过扭簧转动设置在所述开口中。
8.一种镀膜设备，包括载具，其特征在于，所述镀膜设备还包括权利要求1-7任一项所述的镀膜均匀性在线检测装置，所述镀膜均匀性在线检测装置设置在所述镀膜设备上。
9.一种镀膜均匀性在线检测方法，其特征在于，包括：
依据预设的周期获取载具检测模块检测的所述载具检测模块到载具的距离信息；
根据所述载具检测模块到载具的距离信息和所述周期，确定所述载具移动的速度的信息；
根据所述载具移动的速度的信息确定载具上设置的产品的镀膜均匀性。
10.根据权利要求9所述的镀膜均匀性在线检测方法，其特征在于，
所述载具检测模块到载具的距离信息，包括第一距离信息和第二距离信息；
所述载具检测模块包括第一载具检测机构和第二载具检测机构；
所述第一距离信息为所述第一载具检测机构到载具的距离信息；
所述第二距离信息为所述第二载具检测机构到载具的距离信息。
11.根据权利要求10所述的镀膜均匀性在线检测方法，其特征在于，根据所述载具移动的速度的信息确定载具上设置的产品的镀膜均匀性，包括：
根据所述第一距离信息和所述周期确定所述载具在镀膜移动方向上的第一速度信息，并根据所述第一速度信息确定载具上设置的产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性；
根据所述第二距离信息和所述周期确定所述载具在垂直于镀膜移动方向上的第二速度信息，并根据所述第二速度信息确定载具上设置的产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性。
12.根据权利要求11所述的镀膜均匀性在线检测方法，其特征在于，在确定所述第一速度信息和所述第二速度信息之后，所述方法还包括：
判断所述第一速度信息是否小于设定的第一阈值；如果是，则确定产品在镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格；
判断所述第二速度信息是否小于设定的第二阈值；如果是，则确定产品在垂直于镀膜移动方向上的镀膜均匀性为合格。
13.根据权利要求12所述的镀膜均匀性在线检测方法，其特征在于，如果判断所述第一速度信息是否小于设定的第一阈值的结果为否，或者判断所述第二速度信息是否小于设定的第二阈值的结果为否，所述检测方法还包括：
发出警示音，提示产品镀膜均匀性不合格。
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Citations (16)

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