CN117507436A - 一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺，涉及制膜设备技术领域，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通，所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元。本发明多个传感器可以对制膜液进行时刻的监控，保证制膜液保持在最佳状态，还可以通过控制模块智能调节出料量，保证膜的生产快速精准。

Description

一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺

技术领域

本发明涉及制膜设备技术领域，具体为一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺。

背景技术

射频制膜工艺是一种利用射频能量进行薄膜制备的技术。该工艺的基本原理是将射频能量作用于制膜液，使其发生物理和化学变化，从而实现薄膜的制备。在射频制膜工艺中，首先需要将制膜液均匀地涂布在基底上，然后通过射频能量对制膜液进行加热和蒸发，使其在基底上形成一层薄膜。射频能量的作用可以促进制膜液中的分子运动和化学反应，从而加速薄膜的形成和固化。射频制膜工艺具有许多优点，如制备速度快、薄膜质量高、能源利用率高等。同时，该工艺还可以应用于各种不同类型的薄膜制备，如金属薄膜、陶瓷薄膜、聚合物薄膜等。需要注意的是，射频制膜工艺需要专业的技术和设备支持，同时还需要严格遵守相关的安全规范和操作规程，以保证制备过程的安全性和稳定性。此外，对于不同的薄膜材料和制备工艺，还需要根据具体情况进行工艺参数的调整和优化。

现有的制膜设备存在的缺陷是：

1、专利文件CN104339623A公开了一种抑制生成的薄膜所产生的厚度变化的薄膜制造装置，其公开了“薄膜制造方法及薄膜。薄膜制造装置具备：挤出机，使熔融树脂流出；冷却液槽，储存冷却液，所述冷却液冷却从挤出机流出的熔融树脂；引出装置，将熔融树脂被冷却而生成的冷却树脂从冷却液中引出；以及分隔构件，将冷却液槽中储存的冷却液的上部分隔为熔融树脂进入的区域和冷却树脂出去的区域。并且，通过分隔构件的作用，抑制随着冷却树脂的引出而出现的冷却液的液面晃动所对进入冷却液中熔融树脂带来的影响，从而抑制生成的薄膜所产生的厚度变化。本薄膜制造方法将从冷却液中引出冷却树脂这一工序所发生的冷却液液面晃动的高度抑制在1mm以下”，现有的装置在使用时不能对制膜液的温度湿度等因素进行监控，导致生产出的薄膜质量较差，因此需要对制膜液进行持续的监测；

申请文件CN116709875A公开了一种薄膜的制备装置，其公开了“该制备装置包括槽体以及第一旋转机构，槽体中用于盛放预定溶液；第一旋转机构至少在预定平面旋转，以抓取基板并将基板放入槽体中，以使得基板的预定表面浸入预定溶液中，预定溶液在预定表面上形成预定溶液对应的薄膜，预定平面垂直槽体的高度方向，预定表面为基板的垂直于基板的厚度方向的表面。通过设置槽体以及第一旋转机构，使得可以通过第一旋转机构自动抓取基板并将待镀膜基板传入槽体中，实现了器件的自动镀膜的过程，通过制备装置可以对基板批量镀膜，由于不同位置的薄膜形成过程不存在时间差，保证了装置可以实现质量较好的大面积薄膜的制备，同时也能够实现对批量基板进行镀膜”，现有的装置大多没有使用高频脉冲进行加工，导致成膜速度较慢，膜的质量较差；

申请文件CN115279937A公开了薄膜制造装置，其公开了“所述薄膜制造装置包括：等离子体发生部、基板移动部、成膜源供给部和成膜区域限定部。所述等离子体发生部包括：位于所述基板的另一面侧的磁铁；和用于向所述基板的一面附近供给成膜气体的气体供给部。所述成膜区域限定部具有遮蔽部，所述遮蔽部位于所述基板的一面附近且具有开口。所述遮蔽部的所述开口的直径尺寸与在所述等离子体发生部发生的等离子体的沿所述基板的一面的方向上的直径尺寸之比被设定在110/100以下的范围”，现有的装置大多需要工作人员进行时刻的监控，根据膜的品质进行调整，增加了工作人员的工作负担，且不够智能；

专利文件CN104011588B公开了薄膜装置(例如用于窗户的电致变色装置)及其制造方法，其公开了“特别关注图案化光学装置的方法。执行各种边缘去除和隔离划线以确保所述光学装置与任何边缘缺陷适当地隔离。本文描述的方法适用于具有夹置在两个薄膜电导体层之间的一个或多个材料层的任何薄膜装置。所描述的方法产生新颖的光学装置配置”，现有的装置大多不具备对成品进行检测的功能，导致生产出的薄膜品质参差不齐，需要检测后才能进行调整，浪费了资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为0-1.5米，温度传感器的检测范围为-15°～125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为3-30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为2.7V-5.5V，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

优选的，所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

优选的，所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

优选的，所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持10-15秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

优选的，所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地。当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

优选的，所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在0-1.5％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

优选的，所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

优选的，所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，如金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数等性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明多个传感器可以对制膜液进行时刻的监控，保证制膜液保持在最佳状态，还可以通过控制模块智能调节出料量，保证膜的生产快速精准；

2.本发明高频脉冲制膜，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量可以快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时也可以在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化。这种快速加热和冷却的过程可以有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能，高频脉冲制膜技术具有许多优点，如制膜速度快、薄膜质量高、能源利用率高等。同时，这种技术还可以应用于各种不同类型的薄膜制备，如金属薄膜、陶瓷薄膜、聚合物薄膜等；

3.本发明通过自动控制模块可以自动智能调节，提高生产效率，自动化设备可以连续、稳定地运行，减少了人工操作的时间和停机时间，提高了生产效率，降低人工成本，自动化设备可以替代人工操作，减少了人力成本，同时避免了人为因素对生产的影响，提高产品质量，自动化设备可以精确控制生产过程中的各项参数，减少人为操作误差，提高产品质量，改善工作环境；

4.本发明通过对成品进行检测，可以快速的知晓生产信息，及时的更改生产流程，保证成品的合格率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为0-1.5米，温度传感器的检测范围为-15°～125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为3-30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为2.7V-5.5V，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持10-15秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地。当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在0-1.5％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，如金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数等性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。

实施例2：请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为1.5米，温度传感器的检测范围为-15°～125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为3-30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为2.7V-5.5V，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持15秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地。当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在0-1.5％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，如金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数等性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。

实施例3：请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为1.5米，温度传感器的检测范围为125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为2.7V-5.5V，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持10秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地。当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在1％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，如金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数等性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。

实施例4：请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例：一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为0.5米，温度传感器的检测范围为-15°～125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为3-30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为5，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持12秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地。当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在1.2％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，如金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数等性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：包括控制模块、原料模块、加工模块和成品检测模块，所述控制模块位于最前端，所述成品检测模块位于尾端，所述原料模块和加工模块依次排列在控制模块的后方，且多个模块之间相互连通；

所述原料模块包括检测单元、监控单元、调节单元和送料单元；

所述检测单元包括液位计、温度传感器、湿度传感器，采用超声波液位计，采用直流24V供电，量程范围为0-1.5米，温度传感器的检测范围为-15°～125°，测温准确度为±0.5℃，供电电压范围为3-30V，湿度传感器相对湿度精度为±2％，温度精度为±0.2℃，工作时平均电流在0.7-1.3uA，供电电压为2.7V-5.5V，所述超声波液位计、温度传感器和湿度传感器均安装在原料模块的内部，对制膜液进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述监控单元，对多个传感器采集的数据进行滤波、降噪、并根据传感器数据绘制折线图，监控折线图的变化，进而对原料模块中的制膜液进行监控，将数据记录上传至数据库。

3.根据权利要求1所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置及工艺，其特征在于：所述调节单元，原料模块内部安装有加热板、加湿器和填料用的泵，加热板、加湿器和泵与调节单元电性连接，调节单元接收监控单元的信号，根据信号判断当前制膜液的温度、湿度、含量与预定值的差，分别控制加热板、加湿器和泵开始工作。

4.根据权利要求1所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述加工模块包括射频加工单元和高频脉冲加工单元；

所述射频加工单元，射频放电等离子体中的溅射制膜液、轰击制膜液，将负电位施加到放置在绝缘目标背面的导体上，在辉光放电的等离子体中，当正离子加速到导板时，前绝缘靶受到轰击和溅射，溅射维持10-15秒，之后绝缘靶板上积累的正电子抵消了导体板上的负电位，高能正离子对绝缘靶的停止轰击。

5.根据权利要求4所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述高频脉冲加工单元，设电路中电容两端的初始电压为0，u{C}＝u{TH}＝u{\overline{T}}<\frac{1}{3}V{CC}时，输出端为高电平，放电端断开，电源V{CC}对电容C充电，充电回路V{CC}\rightarrow R_{1}\rightarrow R_{2}\rightarrow C\rightarrow地，输出为高电平，随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路路C\rightarrow R_{2}\rightarrow VT\rightarrow地当u_{C}＝\frac{1}{3}V_{CC}时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，通过高频脉冲电路对制膜液快速加热、冷却和沉积，形成薄膜。

6.根据权利要求1所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述成品检测模块包括输入单元、数据获取单元、比较单元和信号回传单元；

所述输入单元，将标准的薄膜参数输入到成品检测模块中，给定检测标准，设定检测的阈值，阈值范围在0-1.5％；

所述数据获取单元，对薄膜的外观、厚度、电学性能、光学性能进行检测，并将检测数据输入到成品检测系统中；

所述数据比较单元，将检测到的数据与设定数据比较较，判断差值，当差值大于阈值范围时，则薄膜不合格，反之则合格；

所述信号回传单元，将成品薄膜的检测结果发送至控制模块。

7.根据权利要求1所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述控制模块包括信号获取单元、信号监控单元和调整单元；

所述信号获取单元，制膜装置内的全部传感器与信号获取单元电性连接，传感器的信号通过RS232接口进行传输，信号获取单元接收并将信号储存至数据库中。

8.根据权利要求7所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置，其特征在于：所述信号监控单元，对传感器的信号进行监控；

所述调整单元，根据传感器检测的数据，与成品膜的检测数据，调整单元控制制膜液的含量，输出量，制膜液的温湿度，进而控制制膜装置。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种采用射频铺助成膜和高频脉冲偏压的制膜装置的工艺，其特征在于，该制膜置的制备工艺如下：

S1、首先制备制膜液，准备原料根据所需的薄膜材料和性能要求，选择合适的原料，有金属盐、聚合物，配制溶液，将原料溶解在适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液，超声处理，对溶液进行超声处理，以去除其中的杂质和气泡，随后将准备好的制膜液放入到原料模块中储存备用，同时原料模块根据设定好的参数，对制膜液的含量、温度、湿度进行调整，保证制膜液保持在最佳；

S2、接着泵体输入部分制膜液到加工模块，射频能量产生交变电场，使制膜液中的离子在电场作用下发生振动和摩擦，产生热量，加热作用提高制膜液的温度，促进溶液的蒸发和固化过程，在射频的作用下，溶液中的分子会受到电场的作用而发生极化，从而增加分子之间的碰撞频率和反应活性，促进化学反应的进行，射频能量使溶液中的离子重新排列，改变溶液的电导率和介电常数的性质，对制膜液射频加工之后，使用高频脉冲对制膜液加工，在高频脉冲制膜过程中，脉冲能量快速地加热薄膜材料，使其达到熔融或汽化状态，同时在极短的时间内将脉冲能量传递给薄膜材料，使其迅速冷却并固化，这种快速加热和冷却的过程有效地控制薄膜材料的结构、成分和性能；

S3、最后薄膜加工完成，对成品的薄膜进行性能检测，通过对薄膜检测得到成品薄膜的数据，将成品膜的数据与标准膜数据比较，判定成品薄膜是否合格；

S4、控制模块采集传感器信号，根据信号判断制膜液的消耗量、温度、湿度，根据不合格的成品膜改变制膜液的输出量、温度、湿度，提高制膜效率和合格率。