[發明專利]一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜裝置及鍍膜方法

在審

• 申請號: 201810174090.4
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108385077A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張素銀;劉欣
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;C23C14/26
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本發明公開了一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜裝置，包括鍍膜腔體，鍍膜腔體的頂部固定有載具，鍍膜腔體的底部設有膜料蒸發結構，膜料蒸發結構包括蒸發源支撐架，蒸發源支撐架上設有坩堝，坩堝內設有膜料，蒸發源支撐架上設有精密重量傳感器，精密重量傳感器與坩堝底部之間設有隔熱層。本發明還提供了一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜方法。本發明能夠對膜層厚度進行實時間接監控并且能夠實時監測膜厚度的細微變化，在多源共蒸發時可以對多個蒸發源同時分別進行監測和控制，并且能夠通過這種方式控制多個膜料同時鍍膜時不同膜料的厚度和比例，對于具有多個膜料的鍍膜層能夠獲得精準的控制效果。

技術領域

本發明涉及一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜裝置及鍍膜方法。

背景技術

在鍍膜行業里，對于多源共摻雜鍍膜過程，因為各個蒸發源蒸發膜料，加熱揮發出來的蒸汽混合在鍍膜腔體內，無法區分每一種原材料的鍍膜速率，而且由于環境、膜料減少、蒸發源結構等因素發生微小的變化都會對鍍膜速率有極大的影響，導致在多源共蒸發膜層結構中不能很好地得到摻雜均勻的膜層，從而影響膜層性能。

鍍膜機坩堝中的鍍膜材料質量的變化對鍍膜速率和膜層性能有一定的影響，因此，實時監測膜料質量并及時反饋給程序作出工藝調整是非常有必要的。中國發明專利(CN1624191A)公開了“有定向及自控制功能的真空鍍膜機”，該發明能夠隨時監測鍍在基底上膜的質量，即控制鍍膜的厚度，控制和加快沉積速率。但是，當蒸鍍幾微米到毫米級的厚膜時，由于厚度超過了膜厚儀的量程，膜厚儀便無法實現全程監控鍍膜實時速率，更無法了解待鍍產品膜厚情況。尤其對于多種物料共摻雜同時鍍膜的工藝中，以上膜厚監測裝置不能實時分別監測每種膜料的變化，不能真實測出各種膜料的真實蒸發速率，無法全程監測厚膜的厚度，也無法得到多種膜料混合均勻的膜層。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜裝置及鍍膜方法。本發明能夠實時監測膜料的重量，實現監測并控制各種膜料的用料速率，實時修正鍍膜工藝控制程序，能全程間接監測待鍍產品的膜層厚度。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜裝置，包括鍍膜腔體，鍍膜腔體的頂部固定有載具，鍍膜腔體的底部設有膜料蒸發結構，膜料蒸發結構包括蒸發源支撐架，蒸發源支撐架上設有坩堝，坩堝內設有膜料，蒸發源支撐架上設有精密重量傳感器，精密重量傳感器與坩堝底部之間設有隔熱層。

所述精密重量傳感器外有保護罩。

所述鍍膜腔體內設有一個或多個膜料蒸發結構，每個膜料蒸發結構內均設有精密重量傳感器和隔熱層。

每個坩堝內能夠被放入不同的膜料。

本發明還提供了一種能夠實時間接監控膜層厚度的鍍膜方法，該方法采用以上所述的裝置，并包括以下步驟：

(1)將膜料加入坩堝；

(2)對坩堝進行加熱；

(3)精密重量傳感器對包括膜料在內的放置于傳感器上的整體重量進行實時測量，并每隔一定時間記錄數據；

(4)精密重量傳感器將記錄的數據傳輸至鍍膜機控制器；

(5)鍍膜機控制器根據記錄的數據獲得膜料質量的變化值；

(6)鍍膜機控制器根據膜料質量的變化值獲取鍍膜厚度信息，鍍膜厚度的計算公式為：h＝(W₀-W_t)*a/(ρ*S)，其中，W₀為初始時刻精密重量傳感器測得的重量，W_t為t時刻測量的重量，ρ為膜料密度，a為膜料利用率，S為基板面積；

(7)鍍膜機控制器根據鍍膜厚度信息調節膜料的蒸發速率；