CS272042B1 - zařízení pro optoelektronickou kontrolu tloušťky tenkých vrstev - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je dosažení vysoké přesnosti měřeni nebo zpracování tenkých vrstev bez použití dotykových čidel a dále zjednodušení a zrychlení procesu v automatických zařízeních, podstata řešení spočívá v tom, že v držáku (17) je upevněna zpracovávaná tenká vrstva (14). Před její přední stranou je umístěn vysílač (1) svazku (2) světelných paprsků a za její zadní stranou je umístěna odrazná plocha (16) odrážející svazek (3) světelných paprsků zpět do optoelektronického reflexního snímače (15) přes zpracovávanou tenkou vrstvou (14). Výstup optoelektronického reflexního snímače (15) je připojen na elektronickou část (25), • Jejíž řídicí část (11) určená pro ovládání trysky (6) je připojena jednak na periferní zařízení (13) a jednak přes spít nací část (7) s mediem (5) na trysku (6). Elektronická část (25) je výstupem (24) připojena na vysílač (1) svazku (2) svěf , telných paprsku a svým vstupem je připo- * jena na optoelektronický reflexní snímač (15) přijímací svazek (3) světelných pa» prsků procházejících tenkou vrstvou (14) • od odrazné plochy (16). Řešení lze využít v měřicí, regulační a automatizační technice.

Description

Vynález ee týká zařízení pro optoelektronickou kontrolu tloušťky tenkých-vrstev, obsahující optoelektronický reflexní snímač opatřený na svém výstupu elektronickou částí, jehož optická osa je společná s vysílačem optického signálu.

V současné době je známé zařízení pro optoelektronickou kontrolu tloušťky tenkých vrstev, obsahující optoelektronický hranolový odrážecí systém, opatřený na svém výstupu elektronickou částí, jehož optická osa je souhlasná s vysílačem optického signálu, u kterého je výstup elektronické části optoelektronického čidla připojen k řídicím obvodům zařízení. U tohoto známého zařízení je uzavřená regulační smyčka, tvořená optoelektrickým systémem β řídicími obvody trysek a převodníku odraženého signálu, který řídí proces opracování materiálu tenké vrstvy. Informace o okamžité tloušťce se nachází na výstupu elektronické části snímače tloušťky vrstvy. Tento výstup je současně měřicím výstupem zařízení.

Nevýhodou tohoto známého zařízení Je nutnost použití speciální měřicí plochy obyčejně se nacházející v důležité části opracovávané součásti. Tímto se zvětšuje nepřesnost měření užitné opracovávané vrstvy a je zapotřebí synchronizace měření s otáčející se tenkou vrstvou, z nutnosti nastavení zkušebního vzorku do určité polohy vyplývá dále zpomalení kontrolního procesu. Pro tuto zpomalenou činnost, technickou náročnost a složitost není zařízení vhodné pro průběžnou tloušťkovou kontrolu v automatických zařízeních.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení pro optoelektronickou kontrolu tloušťky tenkých vrstev podle vynálezu, které obsahuje světelný zdroj a držák, na kterém je osově upevněn reflexní odražeč světelných paprsků a u světelného zdroje Je připevněn optoelektronický snímač, jehož podstata vynálezu spočívá v tom, že vysílač svazku světelných paprsků je umístěn před přední stranou zpracovávané tenké vrstvy upevněné v držáku, za jejíž zadní stranou je umístěna odrazná plocha odrážející svazek světelných paprsků zpět do optoelektronického reflexního snímače přes zpracovávanou tenkou vrstvu. Výstup optoelektronického reflexního snímače je připojen na elektronickou část, jejíž řídicí část pro ovládání trysky je připojena jednak na periferní zařízení a jednak přes spínací část s médiem na trysku. Výstupem je elektronická část připojena na vysílač světelných paprsků a svým vstupem je připojena na optoelektronický reflexní snímač přijímající svazek světelných paprsků procházející tenkou vrstvou od odrazné plochy.

Znakem vynálezu je to, že výstup elektronické části optoelektronického Reflexního snímače je spojen se vstupem elektroniky pro ovládání trysek, které řídí opracování tenkých vrstev. Řídicí část je rovněž opatřena vstupem pro ovládání zařízení počítačem. Hlavní výhodou je to, že se nemusí vytvářet kontrolní plocha měřené tloušťky vrstvy a že není třeba synchronizace opracovávané tenké vrstvy ani její orientace.

Výhodou zařízení podle vynálezu je i jeho jednoduchost a snadná technická realizovatelnost, vyplývající z použití reflexního koutového odrážeče za zadní stranou opracovávané tenké vrstvy a elektronické části k nastavení nebo měření tenké vrstvy bez nastavení orientace od kontrolovaného povrchu součásti, což zvyěuje rychlost činnosti automatického zařízení.

Vynález je zobrazen na připojeném obrázku a bude objasněn pomocí součástí označených vztahovými značkami.

Vysílač j. světelných paprsků je umístěn nad zpracovávanou tenkou vrstvou 14, upevněnou v držáku 17, pod kterou Je umístěna odrazná plocha 16 odrážející svazek 3 světelných paprsků zpět do optoelektronického reflexního snímače 15 přes zpracovávanou vrstvu. Výstup optoelektronického snímače 15 je připojen na elektronickou část 25 sestávající ze zesilovače 4, řídicí části 22 kontroly, měřicí části 10 pro zjišťování tloušťky tenké vrstvy a řídicí části 11 pro ovládání trysky 6 připojené Jednak na periferní zařízení 13 a jednak přes spínací část 7 s médiem 5 na trysku 6. Výstupem 24 Je elektronická část 25 připojena na vysílač 1^ světelných paprsků a svým vstupem je připojena na optoelektronický reflexní snímač 15 přijímající svazek 3 světelných paprsků procházející tenkou vrstvou 14 od odrazné plochy 16.

CS 272042 Bl

Odražený svazek 3 světelných paprsků prochází přes měřenou tloušíku tenké vrstvy * ' 14 a dopadá na optoelektronický reflexní snímač 15. Optoelektronický reflexní snímač 15 je spojen se zesilovačem 4 optoelektronického signálu. Optoelektronický reflexní snímač 15 není zpravidla umístěn kolmo k opracovávané nebo měřené tenké vrstvě 14, která může být a výhodou upevněna na držáku 17. Přitom optická osa optoelektronického reflexního snímače 15 je rovnoběžná s osou vysílače ji světelných paprsků vysílajícího svazek 2 světelných paprsků souběžně s odraženým svazkem 3 světelných paprsků. Zesilovač 4 je zapojen svým výstupem 24 pro řízení vysílače světelných paprsků a tak řídí intenzitu vysílaného světla vysílače £ světelných paprsků. Druhým výstupem 21 zesilovače 4 je připojena řídicí část 22 kontroly, která nastavuje měřicí zařízení do výchozí polohy. 3ako počáteční hodnota bývá zpravidla určena nula nebo taková konstanta, že na měřícím výstupu 12 řídicí části 11 pro ovládání trysky 6 je po ukončení měřicího cyklu odchylka kontrolované tloušťky tenké vrstvy. Tato konstanta se nastavuje měřením automaticky, což může být provedeno podle vynálezu na povel do vstupu 23 zesilovače 4. Při tomto měření se nastaví v řídicí části 22 kontroly počáteční hodnota, stanovení případně odečtení této hodnoty je možno provést v periferním zařízení 13.

Před zahájením kontrolního nebo řízeného cyklu je tryska 6 s médiem 5 v klidu. Kontrolní cyklus začíná na místní nebo na dálkový povel, přičemž se otáčí držák 17 s tenkou vrstvou 14 a odraznou plochou 16, která je umístěna pod deskou. Popsaná část obyčejně tvoří kompaktní celek s hřídelí 18 motoru 19 a měřičem 20 otáček. Měřicí část 10 pro zjišťování tloušťky tenké vrstvy dává ze svého výstupu do vstupu řídicí části 11 pro ovládání trysky 6 přes spínací část 7 trysce 6 povel k zahájení automatického řízení cyklu. Na tento povel se může roztočit motor 19 a nastaví se počáteční hodnota vstupu 23 zesilovače 4. Optoelektronický reflexní snímač 15 snímá kontrolovanou plochu tenké vrstvy 14, jehož signál zpracuje zesilovač 4, který dává signály pro vysílač £ světelných paprsků. Řídicí část 22 kontroly vyhodnocuje během cyklu průběh velikosti přírůstku zeslabení tloušťky tenké vrstvy 14 od nastavené hodnoty na vstupu 23 zesilovače 4 a v okamžiku, kdy velikost odražených světelných paprsků prochází maximem, vysílá řídicí Část 22 kontroly ze svého výstupu na řídicí vstup 8 kontroly tloušťky povel k zahájení automatického cyklu^Sěřicí části 10 pro zjišťování tloušťky tenké vrstvy a porovnává úbytek s druhým řídicím vstupem 9 tloušťky a svým výstupem řídí část 11 pro ovládání trysky 6 s pomocí spínací části 7 trysky 6. Řídicí část 11 pro ovládání trysky 6 vysílá okamžitě ze svého výstupu povel pro trysku 6 a může dávat povel k zastavení a ukončení řídicího kontrolního cyklu. Na základě toho jsou údaje^změřlcí části 10 pro zjišťování tloušťky tenké vrstvy a z řídicí části 11 pro ovládání trysky 6 zapamatovány, popřípadě s výhodou přenášeny do periferního zařízení 13 přes měřící výstup 12 řídicí části 11 pro ovládání trysky 6. Zařízení se může nastavit po tomto cyklu opět do výchozí polohy, čímž je cyklus ukončen. .

V zařízení může být použitý optoelektronický reflexní snímač 15, ze kterého se světelný paprsek šíří ke kontrolované ploše tenké vrstvy 14 a zpět po stejné dráze, anebo ze kterého se světelný paprsek šíří ke kontrolované ploše tenké vrstvy 14 a zpět po různých drahách.

Zařízení pro kontrolu tloušťky tenkých vrstev podle vynálezu je zejména vhodné pro použití v automatických zařízeních nebo v kontrolních stanicích, kde se nanáší nebo obrábí tenké vrstvy a kde se dají tyto vrstvy těžko kontrolovat dotykovými snímači. Mohou zde být vrstvy na součástech křehkých a pružných, u nichž-hrozí také znečišťování. Popsané zařízení může sloužit jak pro ruční, tak i automatickou kontrolu převážně při výrobě a zpracování materiálů pro mikroelektroniku, ale i u jiných výrobců.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro optoelektronickou kontrolu tloušťky tenkých vrstev obsahující držák reflexního odražeče a elektronickou část sestávající ze zesilovače, řídicí část kontroly, části pro zjišťování tloušťky tenké vrstvy a řídicí část pro ovládání trysky, vyznačené tím, že vysílač (1) svazku (2) světelných paprsků je umístěn před přední stranou zpracovávané tenké vrstvy (14) upevněné v držáku (17), za jejíž zadní stranou je umístěna odrazná plocha (16) odrážející svazek (3) světelných paprsků zpět do optoelektronického reflexního snímače (15) přes zpracovávanou tenkou vrstvu (14), přičemž výstup optoelektronického reflexního snímače (15) je připojen na elektronickou část (25), jejíž řídicí část (11) pro ovládáni trysky (6) je připojena jednak na periferní zařízení (13) a jednak přes spínací část (7) s mediem (5) na trysku (6), přičemž elektronická Část (25) je výstupem (24) připojena na vysilač (1) svazku (2) světelných paprsků a svým vstupem je připojena na optoelektronický reflexní snímač (15) přijímající svazek (3) světelných paprsků procházejících tenkou vrstvou (14) od odrazné plochy (16).