CN116445864B - 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法 - Google Patents

一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法

Info

Publication number
CN116445864B
CN116445864B CN202310498962.3A CN202310498962A CN116445864B CN 116445864 B CN116445864 B CN 116445864B CN 202310498962 A CN202310498962 A CN 202310498962A CN 116445864 B CN116445864 B CN 116445864B
Authority
CN
China
Prior art keywords
evaporation system
surface resistance
base film
temperature value
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310498962.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116445864A (zh
Inventor
臧世伟
刘文卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Jinmei New Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Jinmei New Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Jinmei New Material Technology Co Ltd filed Critical Chongqing Jinmei New Material Technology Co Ltd
Priority to CN202310498962.3A priority Critical patent/CN116445864B/zh
Publication of CN116445864A publication Critical patent/CN116445864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116445864B publication Critical patent/CN116445864B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/26Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/543Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on the vapor source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/545Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法,该系统包括:真空卷绕镀膜装置,其包括放卷机构、用于对基膜进行蒸镀的蒸发机构和收卷机构;温度测定装置,用于测量所述蒸发机构的温度值;面阻测试装置,用于测量所述基膜的面阻值;控制装置,用于根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制所述放卷机构的基膜传动速度和/或所述蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。本发明能够基于温控与镀膜速度的匹配实现走膜方向镀膜厚度均匀性更加一致。

Description

一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法
技术领域
本发明涉及真空卷绕镀膜制程镀膜膜层的均匀性监测与调控控制系统,尤其是验证镀膜传动方向的MD方向(走膜方向)的镀膜均匀性问题,具体涉及一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法。
背景技术
在真空镀膜领域,尤其是大面积柔性基材表面镀膜设备系统,其中镀膜的方式包含真空磁控溅射镀膜和真空热蒸发系统镀膜。真空热蒸发系统镀膜通常又分为两个方面,其一是采用蒸发舟的方式镀膜,例如包装薄膜领域镀膜最为常见,即有相关的送丝机构连续地往高温状态下的蒸发舟表面输送镀膜材料,当材料接触或快要接触蒸发舟表面时候由于远高于材料融化温度的情况下瞬间被气化沉积在基膜表面,该方式的优势在于相关机构的升温和降温过程非常快,但是存在致命的问题在于随着蒸发舟使用时间的延长表面出现严重的腐蚀坑,当被蒸发材料置于腐蚀坑附近后蒸发过程容易形成溅射现象,从而造成柔性基膜的烧孔,致使镀膜材料的使用受到抑制。
基于这样的问题则开发了另外一种技术手段,先将被蒸发材料置于耐高温的容器,该容器处于有电加热装置和保温/测温系统内部,当电加热装置开启后耐高温容器温度升高,致使内部的被蒸发材料从固态--液态--气态过程的转变,最终材料沉积到基材表面。该方式具有的显著优点是蒸发过程物料的状态相对比较稳定,不容易出现相关的被蒸发材料产生溅射烧孔的问题,从而更显著的规避了镀膜产品面临的应用缺陷。
然而,该方式也存在一些缺点,如该系统是通过电加热热传导方式将容器加热、容器再将被蒸发物料加热,最终达成被蒸发材料气化的效果。整个系统的升温过程相对较慢,容器内的被蒸发材料及容器/保温材料温度达到一个相对稳定平衡的时间更长,尤其是该过程中被蒸发材料随着温度的升高其蒸发的量越大,并且该过程蒸发量是不稳定的,在不稳定的蒸发状态下,这些蒸发料将大量被蒸发浪费掉,尤其是蒸发到镀膜挡板之上而被浪费,这将造成装载一定量的被蒸发物的实际可镀膜的米数等大幅度降低。
另一方面,由于加热器的电加热部件随着热环境温度的增加其自身工作的热输出也会发生改变,因此由于初始状态的蒸发量是不稳定的,故直接开启挡板以一定的速度镀膜则MD方向的膜层均匀性是比较差的。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种镀膜均匀性监测与调控系统和调控方法,以解决现有技术中的问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种镀膜均匀性监测与调控系统,所述系统包括:
真空卷绕镀膜装置,其包括放卷机构、用于对基膜进行蒸镀的蒸发机构和收卷机构;
温度测定装置,用于测量所述蒸发机构的温度值;
面阻测试装置,用于测量所述基膜的面阻值;
控制装置,用于根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制所述放卷机构的基膜传动速度和/或所述蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。
在一些可能的实施方式中,所述控制装置,具体用于根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与所述蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及所述蒸发机构的实时温度值,确定所述放卷机构的实时基膜传动速度。
在一些可能的实施方式中,所述蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,所述第一蒸发系统设置在所述第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游;
所述温度测定装置包括:第一温度探测仪,设置在所述第一蒸发系统上,用于测量所述第一蒸发系统的第一温度值;以及,第二温度探测仪,设置在所述第二蒸发系统上,用于测量所述第二蒸发系统的第二温度值;
所述面阻测试装置包括:第一面阻测试仪,设置于所述第一蒸发系统和所述第二蒸发系统之间的基膜传送路径上,用于测量所述基膜的当前镀膜面的第一面阻值;以及,第二面阻测试仪,设置于所述第二蒸发系统与所述收卷机构之间的基膜传送路径上,用于测量所述基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据所述总面阻值与所述第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值。
在一些可能的实施方式中,所述控制装置,具体用于当所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率。
在一些可能的实施方式中,所述控制装置,具体用于:
如果所述第二蒸发系统的理想温度值大于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制增加所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率大于所述第一蒸发系统的加热功率;如果所述第二蒸发系统的理想温度值小于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制减小所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率小于所述第一蒸发系统的加热功率。
在一些可能的实施方式中,所述控制装置,具体用于:
当所述第一面阻值先于所述第二面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率;或者,
当所述第二面阻值先于所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述第二蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第一蒸发系统的理想温度值;根据所述第一蒸发系统的理想温度值和所述第一蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第一蒸发系统的加热功率。
第二方面,提供一种镀膜均匀性监测与调控方法,所述方法包括:
获取蒸发机构的温度值;
获取基膜的面阻值;
根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度和/或所述蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。
在一些可能的实施方式中,所述的根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度,具体包括:
根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与所述蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及所述蒸发机构的实时温度值,确定所述放卷机构的实时基膜传动速度。
在一些可能的实施方式中,所述蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,所述第一蒸发系统设置在所述第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游;所述方法具体包括:
获取所述第一蒸发系统的第一温度值,获取所述第二蒸发系统的第二温度值;
获取所述基膜的当前镀膜面的第一面阻值,获取所述基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据所述总面阻值与所述第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值;
当所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;
根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;
根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率。
在一些可能的实施方式中,所述的根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率,具体包括:
如果所述第二蒸发系统的理想温度值大于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制增加所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率大于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速大于所述第一蒸发系统的温度增速;如果所述第二蒸发系统的理想温度值小于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制减小所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率小于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速小于所述第一蒸发系统的温度增速。
在一些可能的实施方式中,所述蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,所述第一蒸发系统设置在所述第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游;所述方法具体包括:
获取所述第一蒸发系统的第一温度值,获取所述第二蒸发系统的第二温度值;
获取所述基膜的当前镀膜面的第一面阻值,获取所述基膜的双面的第二面阻值;
当所述第一面阻值先于所述第二面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率;或者,
当所述第二面阻值先于所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述第二蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第一蒸发系统的理想温度值;根据所述第一蒸发系统的理想温度值和所述第一蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第一蒸发系统的加热功率。
第三方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现第二方面所述的任意一种镀膜均匀性监测与调控方法。
第四方面,提供一种计算机设备,其包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如第二方面所述的任意一种镀膜均匀性监测与调控方法。
上述技术方案具有如下有益效果:
相同的镀膜速度下单面MD方向的面阻测试数值偏差在预期范围内,进一步地双面的MD方向的面阻测试数值偏差都在控制范围内;
提前进行低蒸发量的镀膜调控,提升镀膜的效率及蒸发物料的利用率;
降低耐高温蒸发容器上方的挡板的无效沉积涂层,以至于减少其整个蒸发过程因为挡板下方的沉积涂层太多后粘附不了或处理不便,最终掉落到耐高温容器形成飞溅现象,避免损坏耐高温蒸发容器和破坏基材表观质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种镀膜均匀性监测与调控系统的结构示意图;
图2是本发明实施例的一种镀膜均匀性监测与调控系统的流程示意图一;
图3是本发明实施例的一种镀膜均匀性监测与调控系统的流程示意图二。
附图标号说明:
A1、放卷辊;A2、收卷辊;
B1、第一过辊;B2、第二过辊;B3、第三过辊;B4、第四过辊;
C1、第一展平辊;C2、第二展平辊;C3、第三展平辊;
D1、第一镀膜冷鼓;D2、第二镀膜冷鼓;
E1、第一蒸发系统;E2、第二蒸发系统;
E11、第一温度探测仪;E21、第二温度探测仪;
E12、第一保温材料;E22、第二保温材料;
E13、第一加热电极;E23、第二加热电极;
E14、第一蒸发容器;E24、第二蒸发容器;
F1、第一面阻测试仪;F2、第二面阻测试仪。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本发明造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
基于现有行业内的真空镀膜系统存在出现的蒸发源被蒸发物料蒸发量的变化、被蒸发材料的浪费及MD方向(走膜方向)的镀膜厚度存在明显的不均匀的技术问题。本发明实施例拟采用如下的技术方案更好地解决上述的问题,主要通过基膜传动速度与蒸发系统温度双重调控,实现蒸发源系统即便在非稳态的蒸发阶段尽早开启挡板跑膜镀膜动作,基于温控与镀膜速度(放卷端基膜传动速度)的匹配实现MD方向镀膜厚度均匀性更加一致。
本发明实施例要解决的技术问题包括如下多个:如何保证走膜方向膜层的厚度一致性;如何能够利用镀膜蒸发系统高效率镀膜以及实现镀膜材料的高利用率;如何避免挡板过快沉积相当厚度的薄膜对后续生产造成影响。
本发明实施例提供一种镀膜均匀性监测与调控系统,其包含具有基本真空卷绕镀膜功能的系统部件,特别地具有蒸发系统最接近于高温蒸发源附近的温度测定装置、非接触式涡流电阻测试装置,以及镀膜基材走速控制装置,其通过采集温度数据与电阻数据发出指令以控制镀膜走速。
本发明实施例采用一种耐高温容器盛装镀膜材料,通过辅助保温的电加热装置加热镀膜材料气化蒸发后在衬底表面形成薄膜,通过镀膜膜速及电加热装置温度控制有机结合的方式进行镀膜材料MD方向膜层厚度均匀性的调控,并通过基材非接触式面阻测试仪测试反馈结果发出温度及膜速的调控指令。
本发明实施例提供了一种镀膜均匀性监测与调控系统,该系统包括:
真空卷绕镀膜装置,其包括放卷机构、用于对基膜进行蒸镀的蒸发机构和收卷机构;
温度测定装置,用于测量蒸发机构的温度值,具体可以是测量石墨加热电极的温度值。
面阻测试装置,用于测量基膜的面阻值;
控制装置,用于根据蒸发机构的温度值和基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度和/或蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。
在一些实施例中,蒸发机构的上方设置有镀膜挡板,控制装置还用于当蒸发机构的温度值达到预设的镀膜温度阈值时,控制放卷机构开启基膜传动,以及开启镀膜挡板。
在一些实施例中,控制装置具体用于根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及蒸发机构的实时温度值,确定放卷机构的实时基膜传动速度。
如图1所示,该镀膜均匀性监测与调控系统包括:放卷辊A1、第一过辊B1、第一展平辊C1、第一镀膜冷鼓D1、第一蒸发系统E1、第二过辊B2、第三过辊B3、第一面阻测试仪F1、第二展平辊C2、第二镀膜冷鼓D2、第二蒸发系统E2、第四过辊B4、第二面阻测试仪F2、第三展平辊C3和收卷辊A2。
第一蒸发系统E1设置在第一镀膜冷鼓D1的下方,第一蒸发系统E1包括:第一温度探测仪E11、第一保温材料E12、第一加热电极E13和第一蒸发容器E14。第一加热电极E13中设置有至少一个孔,一个或多个第一蒸发容器E14安装设置在第一加热电极E13的相应孔中,第一蒸发容器E14中具有蒸发料。第一保温材料E12可以位于第一加热电极E13(例如石墨加热电极)周边,还可以位于第一蒸发容器E14(例如坩埚)周边。
第二蒸发系统E2设置在第二镀膜冷鼓D2的下方,第二蒸发系统E2包括:第二温度探测仪E21、第二保温材料E22、第二加热电极E23和第二蒸发容器E24。第二加热电极E23中设置有至少一个孔,一个或多个第二蒸发容器E24安装设置在第二加热电极E23的相应孔中,第二蒸发容器E24中具有蒸发料。第二保温材料E22可以位于第二加热电极E23(例如石墨加热电极)周边,还可以位于第二蒸发容器E24(例如坩埚)周边。
待镀膜的薄膜从放卷辊A1出发,依次经过第一过辊B1、第一展平辊C1、第一镀膜冷鼓D1、第二过辊B2、第三过辊B3、第二展平辊C2、第二镀膜冷鼓D2、第四过辊B4、第三展平辊C3,达到收卷辊A2。
第一展平辊C1和第二过辊B2分别设置在第一镀膜冷鼓D1的两侧,第二展平辊C2和第四过辊B4分别设置在第二镀膜冷鼓D2的两侧。第一过辊B1设置在放卷辊A1和第一展平辊C1之间,第三过辊B3设置在第二过辊B2和第二展平辊C2之间,第三展平辊C3设置在第四过辊B4和收卷辊A2之间。
在其他实施例中,上述过辊和展平辊的数量可以增加或者减少。
第一面阻测试仪F1和第二面阻测试仪F2能够对薄膜的单面或双面的面阻值进行非接触式测量。
在一些实施例中,蒸发机构包括第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2,第一蒸发系统E1设置在第二蒸发系统E2的沿基膜传送路径的上游;
温度测定装置包括:第一温度探测仪E11,设置在第一蒸发系统E1上,用于测量第一蒸发系统E1的第一温度值;第二温度探测仪E21,设置在第二蒸发系统E2上,用于测量第二蒸发系统E2的第二温度值;
面阻测试装置包括:第一面阻测试仪F1,设置于第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2之间的基膜传送路径上,用于测量基膜的当前镀膜面的第一面阻值;第二面阻测试仪F2,设置于第二蒸发系统E2与收卷机构之间的基膜传送路径上,用于测量基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据总面阻值与第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值;
控制装置,具体用于当第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统E1的温度值之间的第一函数关系,以及第一蒸发系统E1的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统E2的温度值之间的第二函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第二蒸发系统E2的理想温度值;根据第二蒸发系统E2的理想温度值和第二蒸发系统E2的实际温度值之间的比较结果,调节第二蒸发系统E2的加热功率。
在一些实施例中,控制装置具体用于:
如果第二蒸发系统E2的理想温度值大于第二蒸发系统E2的实际温度值,则控制增加第二蒸发系统E2的加热功率,并且控制第二蒸发系统E2的加热功率大于第一蒸发系统E1的加热功率;如果第二蒸发系统E2的理想温度值小于第二蒸发系统E2的实际温度值,则控制减小第二蒸发系统E2的加热功率,并且控制第二蒸发系统E2的加热功率小于第一蒸发系统E1的加热功率。
在一些实施例中,控制装置,还可以具体用于:
当第一面阻值先于第二面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统E1的温度值之间的第一函数关系,以及第一蒸发系统E1的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统E2的温度值之间的第二函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第二蒸发系统E2的理想温度值;根据第二蒸发系统E2的理想温度值和第二蒸发系统E2的实际温度值之间的比较结果,调节第二蒸发系统E2的加热功率;或者,
当第二面阻值先于第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统E2的温度值之间的第二函数关系,以及第二蒸发系统E2的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统E1的温度值之间的第一函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第一蒸发系统E1的理想温度值;根据第一蒸发系统E1的理想温度值和第一蒸发系统E1的实际温度值之间的比较结果,调节第一蒸发系统E1的加热功率。
在一些实施例中,控制装置,还用于当第一面阻超过预设的面阻阈值时,控制增加放卷机构的基膜传动速度;并且如果第二面阻减小时,则增大第二蒸发系统E2的加热功率。
本系统可以是单面镀膜方式,也可以是双面镀膜方式;进一步地,如果是双面镀膜方式则需要进行每一面镀膜附近的温度调控、面阻测试的计算发出速度的控制指令。进一步地,双面镀膜方式最终获得在相同镀膜走速的情况下镀膜的厚度达成一致。
本发明实施例达成的技术效果包括:
相同的镀膜速度下单面MD方向的面阻测试数值偏差在预期范围内,进一步地双面的MD方向的面阻测试数值偏差都在控制范围内;
提前进行低蒸发量的镀膜调控,提升镀膜的效率及蒸发物料的利用率;
降低耐高温蒸发容器上方的挡板的无效沉积涂层,以至于减少其整个蒸发过程因为挡板下方的沉积涂层太多后粘附不了或处理不便,最终掉落到耐高温容器形成飞溅现象,避免损坏耐高温蒸发容器和破坏基材表观质量。
以下进行更加详细的说明:
如图1所示的真空镀膜系统,当耐高温容器(第一蒸发容器E14和/或第二蒸发容器E24)内填充预设的被蒸发材料及相关的设备状态就绪后,则开始抽真空,待真空抽至优于5*10-2Pa后,开始启动电加热装置(第一加热电极E13和/或第二加热电极E23)促使蒸发系统(第一蒸发系统E1和/或第二蒸发系统E2)的温度逐步升高,温度持续升高过程则耐高温容器E14、E24上方具有的遮挡基膜材料的挡板一直位于上方,其主要是用于避免被蒸发材料在非预期条件下蒸镀到基膜材料表面,或将过多的热量辐射至基膜材料。耐高温蒸发容器E14、E24内放置需要蒸发镀膜的材料,例如Al、Ag等材料。本发明实施例中以Al材料为例说明,Al大约600℃附近已经开始融化,由固态逐步转变成液态,最后随着电加热装置的温度的升高,液态的铝逐步会气化,即转变为气态,通常情况下Al材料的稳定蒸发镀膜需要温度在1200℃左右。在真空环境下电加热装置的升温主要通过热传导和辐射进行,该电加热装置中主要方式为传导,为了能够更安全和长寿命周期地使用电加热装置,通常情况下电加热装置(处于耐高温蒸发容器附近)的温度从600℃左右增加到1200℃左右的稳定状态需要相当长的时间,例如60分钟,期间尤其是越靠近高温则饱和蒸汽压越高,即蒸发量越大。
其中,电加热装置或者电加热器,具体可以包括石墨加热电极;蒸发系统包括石墨加热电极、坩埚和蒸发料,石墨加热电极有孔,坩埚位于孔内,坩埚内具有蒸发料。
因此,本发明实施例的技术方案是当温度增加到某一范围时候开启基膜传动,例如温度在950℃附近,同时保持56m/min的镀膜走速,开启蒸发容器E14、E24上方的遮挡板进行镀膜。镀膜期间加热器的温度还在不断地上升至稳态的过程中,即蒸发量或薄膜的沉积速率继续增加,该过程则需要不断提高镀膜走速才能够保持前后的MD方向的镀层厚度一致;进一步地依据如图1所示的非接触式涡流电阻测试仪器F1的涂层厚度综合修正镀膜走速。
如图1所示,如果是单面蒸发系统,则仅仅涉及镀膜速度、第一蒸发系统E1、对应的第一温度探测仪E11及第一非接触式涡流电阻测试仪器F1,其中非接触式涡流电阻测试仪器F1仅测试其中单面的面阻即可转变对应为涂层厚度。
如果是双面镀膜系统,则在单面镀膜系统的基础上还增加第二蒸发系统E2、相关的第二温度探测仪E21及第二非接触式涡流电阻测试仪器F2,通过上述的测试仪器获取的参数综合进行镀膜状态的调整。主要是依据第一温度探测仪E11、第二温度探测仪E21、第一非接触式涡流电阻测试仪器F1、第二非接触式涡流电阻测试仪器F2的参数及其变化趋势确定镀膜走速。尤其是双面同时镀膜的系统为了保障双面的涂层厚度都相同(或者差值在可以接受的质量控制范围内)且整个镀膜的走速是兼顾设定的情况下,则需要借助第一温度探测仪E11和第二温度探测仪E21的参数进行设定。
在确定速度调控方式之前有如下的参数需要确定:
初始开始镀膜时候第一温度探测仪E11测试温度T10,镀膜走速V1,面阻测试R10;稳态镀膜时候第一温度探测仪E11测试温度T20,镀膜走速V2,面阻测试R11,即保持初始状态和稳定状态情况下面阻测试都一致,即R10≈R11其波动范围在可接受的范围内。在这样的情况下通过改变镀膜走速而匹配不同的温度下的材料的蒸发量,最终获得在预设面阻下的镀膜走速与电加热器温度之间的关系,当然该过程相关的电加热器的输入功率、加热时间都作为该模式下的工艺控制条件,其相互的关系可以通过数值模拟进行曲线的拟合得出:Y1=0.0623e0.0057x1,该关系式中x1表示温度,Y1表示放卷速度。以下所述的公式一是针对第一蒸发系统E1的公式,x1表示第一蒸发系统E1的温度值,Y1表示第一蒸发系统E1对应的放卷速度;公式二是针对第二蒸发系统E2的公式,x1表示第二蒸发系统E2的温度值,Y1表示第二蒸发系统E2对应的放卷速度。
上述的关系式则表示基于刚开始打开蒸发挡板时候按照1000℃作业,镀膜走速V1=78m/min达到面阻R10,则随着加热其温度的升高,蒸发量逐渐增大,则保持镀膜后R11与R10相近面阻时候则镀膜走速会变化,例如1200℃时候,镀膜走速为125m/min;即在该情况下基于拟合公式x1=1200,Y1=125。
基于同样的思路,如果本发明实施例要进行双面镀膜的控制,则可以先只进行第二蒸发系统E2的蒸发速率的测算与模拟。即保持V1=78m/min的镀膜走速达到R10面阻的时候,第二蒸发系统E2的温度探测仪E21测量的温度值,由于不同的蒸发源系统的温度与蒸发速率是不相同的,则该过程还基于单面镀膜和双面镀膜时镀膜要保持相同的镀膜走速以及单独每面镀膜时候的相同的面阻,从而获得双面同时镀膜时候的面阻的一致性。通过一系列的数据测算与模拟,则以对应于蒸发系统E1情况下的镀膜速度去控制第二蒸发系统E2的温度,即反向拟合确定第二蒸发系统的温度控制。
然而,实际上正式因为前述已经提到在真空环境下电加热器因为热传导效率及热容量影响,温度很难在短时间内达到希望控制的范围,即温度的控制具有滞后性。因此,在实际的控制过程中本发明实施例可以利用温控PID的类似算法进行第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2同步的温度控制,确保在一定的速度调控范围内达成F1和F2的新增的镀层测试的面阻是相同的或者相近的(即满足允许的范围)。其中第一非接触式涡流电阻测试仪器F1和第二非接触式涡流电阻测试仪器F2新增的镀层的面阻相同,可以这样来理解:双面镀膜时候第一非接触式涡流电阻测试仪器F1的面阻如果为800mΩ,在设定某一电导率的情况下可以计算其对应某一厚度d1,进一步地再增厚为2d1后推算第二非接触式涡流电阻测试仪器F2的面阻控制。
实际的控制过程需要第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2进行升温或降温的控制,并且进行镀膜速度的控制。即当第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2达到一定的可以开启挡板的温度附近后开启挡板,则进行镀膜,该情况下设定V1的镀膜速度,依据测试的非接触式涡流电阻测试仪器F1和非接触式涡流电阻测试仪器F2的结果进行速度增量的控制,其过程第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2都是再逐步升高温度的。
针对多个蒸发源的情况,目前现有技术在镀膜达到稳态之前,一直用挡板将镀料挡住,存在浪费镀料的问题。MD方向指走膜方向,面阻越大,镀层越薄。由于第二蒸发系统E2和第一蒸发系统E1两者的特性不相同,例如,第一蒸发系统E1在1300℃,55m/min时,可以使面阻达到800毫欧;而第二蒸发系统E2在1400℃,55m/min时,才可以使面阻达到800毫欧。
本发明实施例希望能够体现这样的一种控制方式,实际的不同的设备、相同设备的不同方阻控制等其拟合的经验公式也可能是不相同的。本实施例能够通过PID的算法进行多次的调整而实现最终两面镀膜的膜层厚度是相同的,即采用接触时方阻仪进行单面的方阻测试,显现出来的方阻是非常接近的。即基于特性电阻率进行计算获得的单面的膜层厚度是非常接近的或者差异是在质量控制可接受的范围内。
以下举例说明,结合实际的设备运行获得了更精确的数据,并以此对以前数据进行修正,例如:
第一面数据:例如设定面阻600mΩ;900℃-35m/min;950℃-41m/min;1000℃-50m/min;1050℃-62m/min;1100℃-75m/min;1150℃-92m/min;1200℃-113m/min;1250℃-129m/min;1300℃-132m/min,为了获得一个相对稳定的蒸发状态,同时考虑设备的有效运行和维护保护等方面的因素,实际的温度不宜持续增加。
本实施例可以依据上述类似的数值进行经验公式的模拟,同步第二面单独镀膜的时候也可以获得上述类似的经验公式,相关的差异应该不是很大,可以就镀膜米数方面差异几米的范围进行调整。
另外,面阻越低膜层厚度越厚,则如果蒸发效率(可视为蒸发温度)等没有变化则要获得更厚的膜层则需要降低镀膜速度;反之,如果蒸发温度越高则镀膜速度不变的情况下,则方阻数值越小,但是涂层厚度越大。
举例说明:第一面方阻测试600mΩ,以特定的电学参数计算得出厚度约为65nm的厚度(如果镀膜为Al膜),如果镀膜为铜膜,则代入铜膜的电阻率参数计算即可;如果镀Al膜则第二位置的方阻测试仪器的数值为两面镀膜膜层经过涡流感应测得的结果,目标值则应该在300mΩ左右,从而得到第二面单面的涂层厚度在65nm左右,即可以理解为300mΩ是两面涂层厚度总和对应的方阻值。
图2是本发明实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法的流程图一。如图2所示,方法包括如下步骤:
S110:获取蒸发机构的温度值;
S120:获取基膜的面阻值;
S130:根据蒸发机构的温度值和基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度和/或蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。
在一些实施例中,S130中根据蒸发机构的温度值和基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度,具体包括:根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及蒸发机构的实时温度值,确定放卷机构的实时基膜传动速度。
在一些实施例中,该方法还包括:当蒸发机构的温度值达到预设的镀膜温度阈值时,控制放卷机构开启基膜传动,以及开启蒸发机构上的镀膜挡板。
在一些实施例中,蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,第一蒸发系统设置在第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游。
图3是本发明实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法的流程图二。如图3所示,该方法具体包括如下步骤:
S110’:获取第一蒸发系统的第一温度值,获取第二蒸发系统的第二温度值;
S120’:获取基膜的当前镀膜面的第一面阻值,获取基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据总面阻值与第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值;
S131:当第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;
S132:根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第二蒸发系统的理想温度值;
S133:根据第二蒸发系统的理想温度值和第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节第二蒸发系统的加热功率。
在一些实施例中,S133中根据第二蒸发系统的理想温度值和第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节第二蒸发系统的加热功率,具体包括:
如果第二蒸发系统的理想温度值大于第二蒸发系统的实际温度值,则控制增加第二蒸发系统的加热功率,并且控制第二蒸发系统的加热功率大于第一蒸发系统的加热功率或者控制第二蒸发系统的温度增速大于第一蒸发系统的温度增速;如果第二蒸发系统的理想温度值小于第二蒸发系统的实际温度值,则控制减小第二蒸发系统的加热功率,并且控制第二蒸发系统的加热功率小于第一蒸发系统的加热功率或者控制第二蒸发系统的温度增速小于第一蒸发系统的温度增速。
在一些实施例中,该方法还包括如下步骤:
获取第一蒸发系统的第一温度值,获取第二蒸发系统的第二温度值;
获取基膜的当前镀膜面的第一面阻值,获取基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据总面阻值与第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值;
当第一面阻值先于第二面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第二蒸发系统的理想温度值;根据第二蒸发系统的理想温度值和第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节第二蒸发系统的加热功率;
或者,当第二面阻值先于第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及第二蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在预设的面阻阈值下的基膜传动速度与第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及实时基膜传动速度,获得第一蒸发系统的理想温度值;根据第一蒸发系统的理想温度值和第一蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节第一蒸发系统的加热功率。
以下对上述方法进行具体详细的说明:
根据本实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法,在镀膜过程中,需要将第一面阻测试仪F1测量得到的值固定住(达到目标面阻值),首先可以获得第一蒸发系统E1的实际温度,根据公式一可以得到放卷速度,并将放卷速度调整成该实时放卷速度。由于在达到镀膜稳态前,第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2的温度都是一直升高,因此,实时根据公式一可以得到实时放卷速度,并将放卷速度实时调整成该速度。此时,根据公式二,以该实时放卷速度作为输入,可以得到第二蒸发系统E2的理想温度值。在该第二蒸发系统E2的理想温度值时,第二面阻测试仪F2测量的方阻值,由该方阻值换算成厚度值等于第一面阻测试仪F1测量的厚度值的2倍,这样双面镀膜厚度相同。
根据本实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法,在整个镀膜过程中,第一蒸发系统E1和第二蒸发系统E2都会升温。如果第二蒸发系统E2的理想温度值大于第二蒸发系统E2的实际温度值,则加大第二蒸发系统E2的加热功率,加大第二蒸发系统E2的升温速度,并且控制第二蒸发系统E2的加热功率大于第一蒸发系统E1的加热功率,控制第二蒸发系统E2的升温速度大于第一蒸发系统E1的升温速度;如果第二蒸发系统E2的理想温度值小于第二蒸发系统E2的实际温度值,则减小第二蒸发系统E2的加热功率,降低第二蒸发系统E2的升温速度,并且控制第二蒸发系统E2的加热功率小于第一蒸发系统E1的加热功率,控制第二蒸发系统E2的升温速度小于第一蒸发系统E1的升温速度。如果第二蒸发系统E2的理想温度值等于第二蒸发系统E2的实际值时,则不做调整。
本实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法,由控制装置执行,第一蒸发系统E1对应于公式一,第二蒸发系统E2对应于公式二,限定第一面阻测试仪F1为800毫欧,该方法包括如下对第二蒸发系统E2的温度值进行实时调整的多个步骤:
实时获取第一蒸发系统E1的实时温度值,根据公式一和第一蒸发系统E1的实时温度值,实时调整放卷速度,从而根据公式二和实时放卷速度可以得到第二蒸发系统E2的理想温度值;
将该第二蒸发系统E2的理想温度值与第二蒸发系统E2的实际温度值进行比较;
如果第二蒸发系统E2的理想温度值较大,则控制第二蒸发系统E2的温度增速大于第一蒸发系统E1的温度增速;
如果第二蒸发系统E2的理想值较小,则控制第二蒸发系统E2的温度增速小于第一蒸发系统E1的温度增速。
由上可知,如果第二蒸发系统E2的理想温度值大于其实际温度值,控制增加第二蒸发系统E2的加热功率,并且控制第二蒸发系统E2的加热功率大于第一蒸发系统E1的加热功率,也就是控制第二蒸发系统E2的温度增速大于第一蒸发系统E1的温度增速。
第一面阻测试仪F1的测量值始终为800毫欧,随着放卷速度的实时调整,再后来第二面阻测试仪F2的测量值始终在800毫欧左右,使镀层厚度满足质量要求。
本实施例的一种镀膜均匀性监测与调控方法,由控制装置执行,为了解决随时调整不太合适,或者温度调节具有滞后性的问题,采用如下方法:
判断第一面阻测试仪F1和第二面阻测试仪F2的测量值哪个先达到面阻阈值;
如果第一面阻测试仪F1先达到面阻阈值,则根据第一蒸发系统E1的温度值,调整实时放卷速度;并且根据公式二和实时放卷速度,得到第二蒸发系统E2的理想温度值,并根据第二蒸发系统E2的理想温度值,调节第二蒸发系统E2的实际温度值;
如果第二面阻测试仪F2先达到面阻阈值,则根据第二蒸发系统E2的温度值,调整实时放卷速度;并且根据公式一和实时放卷速度,得到第一蒸发系统E1的理论温度值,并通过第一蒸发系统E1的理论温度值控制加热功率调节第一蒸发系统E1的实际温度值。
进一步地,该镀膜均匀性监测与调控方法还包括如下步骤:
如果第一面阻测试仪F1测量的厚度超过面阻阈值,则控制增加放卷速度,以避免第一面阻测试仪F1的厚度超过面阻阈值;并且实时检测两个面阻值(F1和F2分别测量到的面阻值),如果此时第二面阻测试仪F2测量的厚度值或者面阻值减小,则增大第二蒸发系统E2加热功率。
进一步地,如果温度增加过快,则到时候降低加热功率也不行了,因此最好是缓慢增加温度,使第二蒸发系统E2的理想温度值一直大于其实际温度值。因此该镀膜均匀性监测与调控方法还包括如下步骤:当第二面阻测试仪F2的测量值快要到达面阻阈值下限时,才调整其温度增加一定比例。
本发明实施例的有益技术效果在于:
1、减少薄膜沉积过程蒸发舟系统内的被蒸发材料浪费;
2、通过蒸发系统温度调控及镀膜带速的双重调控更好达成基材表面镀膜膜层沿着MD方向的整体厚度的一致性;
3、因规避挡板表面无效沉积镀层,可以降低镀膜完成后挡板表面的沉积涂层因蒸发系统余热影响至沉积的镀层掉了影响设备性能。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定,术语“安装、相连、连接”应做广义理解,例如:可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接;同样可以是机械连接、电连接或直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种镀膜均匀性监测与调控系统,其特征在于,所述系统包括:
真空卷绕镀膜装置,其包括放卷机构、用于对基膜进行蒸镀的蒸发机构和收卷机构;
温度测定装置,用于测量所述蒸发机构的温度值;
面阻测试装置,用于测量所述基膜的面阻值;
控制装置,用于根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制所述放卷机构的基膜传动速度和/或所述蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性;
所述控制装置,具体用于根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与所述蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及所述蒸发机构的实时温度值,确定所述放卷机构的实时基膜传动速度;
所述蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,所述第一蒸发系统设置在所述第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游;
所述温度测定装置包括:第一温度探测仪,设置在所述第一蒸发系统上,用于测量所述第一蒸发系统的第一温度值;以及,第二温度探测仪,设置在所述第二蒸发系统上,用于测量所述第二蒸发系统的第二温度值;
所述面阻测试装置包括:第一面阻测试仪,设置于所述第一蒸发系统和所述第二蒸发系统之间的基膜传送路径上,用于测量所述基膜的当前镀膜面的第一面阻值;以及,第二面阻测试仪,设置于所述第二蒸发系统与所述收卷机构之间的基膜传送路径上,用于测量所述基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据所述总面阻值与所述第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值。
2.根据权利要求1所述的一种镀膜均匀性监测与调控系统,其特征在于,所述控制装置,具体用于:当所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率。
3.根据权利要求1所述的一种镀膜均匀性监测与调控系统,其特征在于,所述控制装置,具体用于:如果所述第二蒸发系统的理想温度值大于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制增加所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率大于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速大于所述第一蒸发系统的温度增速;如果所述第二蒸发系统的理想温度值小于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制减小所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率小于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速小于所述第一蒸发系统的温度增速。
4.根据权利要求1所述的一种镀膜均匀性监测与调控系统,其特征在于,所述控制装置,具体用于:
当所述第一面阻值先于所述第二面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率;或者,
当所述第二面阻值先于所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述第二蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第一蒸发系统的理想温度值;根据所述第一蒸发系统的理想温度值和所述第一蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第一蒸发系统的加热功率。
5.一种镀膜均匀性监测与调控方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1-4任意一项所述的一种镀膜均匀性监测与调控系统,所述方法包括:
获取蒸发机构的温度值;
获取基膜的面阻值;
根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度和/或所述蒸发机构的加热功率,以使得镀层沿着基膜移动方向的厚度具有均匀性。
6.根据权利要求5所述的一种镀膜均匀性监测与调控方法,其特征在于,所述的根据所述蒸发机构的温度值和所述基膜的面阻值,控制放卷机构的基膜传动速度,具体包括:
根据在预设面阻阈值下的基膜传动速度与所述蒸发机构的温度值之间的函数关系,以及所述蒸发机构的实时温度值,确定所述放卷机构的实时基膜传动速度。
7.根据权利要求5所述的一种镀膜均匀性监测与调控方法,其特征在于,所述蒸发机构包括第一蒸发系统和第二蒸发系统,所述第一蒸发系统设置在所述第二蒸发系统的沿基膜传送路径的上游;所述方法具体包括:
获取所述第一蒸发系统的第一温度值,获取所述第二蒸发系统的第二温度值;
获取所述基膜的当前镀膜面的第一面阻值,获取所述基膜的双面上形成的镀层的总面阻值,以及根据所述总面阻值与所述第一面阻值的差值得到另一镀膜面的第二面阻值;
当所述第一面阻值达到预设的面阻阈值时,根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第一蒸发系统的温度值之间的第一函数关系,以及所述第一蒸发系统的实时温度值,确定实时基膜传动速度;
根据在所述预设的面阻阈值下的基膜传动速度与所述第二蒸发系统的温度值之间的第二函数关系,以及所述实时基膜传动速度,获得所述第二蒸发系统的理想温度值;
根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率。
8.根据权利要求5所述的一种镀膜均匀性监测与调控方法,其特征在于,所述的根据所述第二蒸发系统的理想温度值和所述第二蒸发系统的实际温度值之间的比较结果,调节所述第二蒸发系统的加热功率,具体包括:
如果所述第二蒸发系统的理想温度值大于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制增加所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率大于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速大于所述第一蒸发系统的温度增速;如果所述第二蒸发系统的理想温度值小于所述第二蒸发系统的实际温度值,则控制减小所述第二蒸发系统的加热功率,并且控制所述第二蒸发系统的加热功率小于所述第一蒸发系统的加热功率或者控制所述第二蒸发系统的温度增速小于所述第一蒸发系统的温度增速。
CN202310498962.3A 2023-05-05 2023-05-05 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法 Active CN116445864B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310498962.3A CN116445864B (zh) 2023-05-05 2023-05-05 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310498962.3A CN116445864B (zh) 2023-05-05 2023-05-05 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116445864A CN116445864A (zh) 2023-07-18
CN116445864B true CN116445864B (zh) 2025-12-23

Family

ID=87132113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310498962.3A Active CN116445864B (zh) 2023-05-05 2023-05-05 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116445864B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119710608A (zh) * 2023-09-28 2025-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 镀膜厚度控制方法、装置、镀膜系统及介质
CN117249748B (zh) * 2023-10-26 2025-09-16 深圳金美新材料科技有限公司 集流体镀膜厚度检测装置及检测方法
CN120311158B (zh) * 2025-06-04 2026-01-06 上海宜山光电科技有限公司 一种真空镀膜机电子枪控制方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101855380A (zh) * 2007-10-12 2010-10-06 安赛乐米塔尔法国公司 用于在金属带上沉积合金镀膜的工业蒸汽发生器
CN114752913A (zh) * 2022-05-05 2022-07-15 温岭市倍福机械设备制造有限公司 一种往复式双面高真空卷绕镀膜机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203320118U (zh) * 2013-07-07 2013-12-04 温州市迈泰来电子有限公司 超高方阻金属化膜用真空镀膜机

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101855380A (zh) * 2007-10-12 2010-10-06 安赛乐米塔尔法国公司 用于在金属带上沉积合金镀膜的工业蒸汽发生器
CN114752913A (zh) * 2022-05-05 2022-07-15 温岭市倍福机械设备制造有限公司 一种往复式双面高真空卷绕镀膜机

Also Published As

Publication number Publication date
CN116445864A (zh) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116445864B (zh) 一种镀膜均匀性监测与调控系统和方法
CN108385077A (zh) 一种能够实时间接监控膜层厚度的镀膜装置及镀膜方法
CN110607435B (zh) 一种退火炉板温控制系统及方法
KR20130119107A (ko) 증착장치
JP5840055B2 (ja) 蒸着装置
TWI694319B (zh) 一種電熱輻射管溫度控制裝置及其控制方法
JP2016527397A (ja) インライン堆積制御装置及びインライン堆積制御方法
CN101235487A (zh) 原料气体供给装置
KR20190019011A (ko) 박막전지 공정 장비의 온도 측정방법 및 시스템
TW200536424A (en) Feedback control system and method for maintaining constant resistance operation of electrically heated elements
CN113909050A (zh) 涂布面密度控制装置、涂布机和涂布面密度控制方法
CN105514218B (zh) 一种制备铜铟镓硒吸收层的在线监测方法
US4051270A (en) Method of measuring vapor deposited coating thickness
CN119913473A (zh) 一种蒸发镀膜控制方法及装置
CN214782101U (zh) 一种蒸发物料控制系统
JP5233248B2 (ja) 電極製造装置
CN207243986U (zh) 真空镀膜设备
JPH0959775A (ja) スパッタリング方法
JP5570471B2 (ja) モノマー蒸発量制御装置及び蒸着重合装置並びにモノマー蒸発量の制御方法
JP5320934B2 (ja) 真空成膜装置
KR100779942B1 (ko) 두께측정센서를 구비한 유기 박막 증착 장치 및 이의 증착방법
CN116200718B (zh) 一种薄膜镀层均匀性的评价方法、改善方法和评价系统
JP3787320B2 (ja) 溶融亜鉛めっきラインにおける合金化制御方法及びその装置
CN104032264A (zh) 能在苛刻蒸发环境下进行薄膜沉积的镀膜系统
RU2167449C2 (ru) Способ автоматического регулирования температуры в аппарате с обогревающей рубашкой

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant