利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置和方法，适用于在大尺寸基底上利用多点反射率监控的方法制备大尺寸均匀薄膜，通过对多个监测位点的反射率的实时监控，确定反射率的实时的变化率，在通过各个位点的对比来控制蒸镀源对薄弱的位置进行补充，结合最初设定的预设值以完成整个膜层的均匀性蒸镀。相比于传统的采取厚度监控的方式进行镀膜，本发明专利技术的采用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄的装置和方法在镀膜过程中更直接的监控了大尺寸产品各个位置的反射率变化，可解决单点测量无法在制造过程中评估大尺寸产品均匀性的问题，提高生产效率。

Device and Method for Preparing Large-Size Uniform Films by Multipoint Reflectance Monitoring

The invention provides a device and method for preparing large-size uniform thin films by multi-point reflectivity monitoring, which is suitable for preparing large-size uniform thin films on large-size substrates by multi-point reflectivity monitoring. Through real-time monitoring of reflectivity at multiple monitoring sites, the real-time variation rate of reflectivity is determined, and the weak pair of evaporation sources is controlled by comparing each site. The location is supplemented and the uniformity of the whole film is achieved by combining the initial preset values. Compared with the traditional method of thickness monitoring, the device and method of multi-point reflectivity monitoring for large-size uniform thin coating can directly monitor the reflectivity change of each position of large-size products in the process of coating, which can solve the problem that single-point measurement can not evaluate the uniformity of large-size products in the manufacturing process and improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法
本专利技术涉及光电倍增
，尤其是大尺寸光电阴极的表面均匀膜层制备技术，具体而言涉及一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法。
技术介绍
大尺寸均匀薄膜制备技术广泛应用于光学镀膜、材料表面镀膜等方面，相关产品涉及了人们生产生活的诸多领域。大尺寸薄膜制备多采用涂覆、真空镀膜多种方法。在实际使用中，很多大尺寸镀膜产品所需的参数其实是光学参数，诸如反射率、透过率、光吸收率等等。对于透明及半透明薄膜，其制作过程可以通过光学手段进行监控，其优势是可以进行原位测量，而现有的镀膜设备常用的膜厚监控方法是采用晶振片进行膜厚监控，该方法是非原位的相对测量，进行原位测量则会遮挡待镀膜基底。多点原位光学监控技术，使大尺寸均匀薄膜生产制备过程中监控其产品均匀性成为了可能。并且在实际生产中，部分完成镀膜的产品还需要进行相应的光学检验，来验证产品是否符合设计要求，多点原位光学监控技术可以在生产的同时进行产品的光学性能检验。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法，可直接监控大尺寸产品各个位置的反射率变化，解决单点测量无法在制造过程中无法评估大尺寸产品均匀性的问题。为达成上述目的，本专利技术提出一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，适用于待镀膜产品为透明或者半透明材料，同时镀膜过程中仍为透明或者半透明状态，所述装置包括蒸发室、多点发射率测试设备、多路双向光纤、基底、蒸发源、蒸发源移动装置以及控制系统，其中：蒸发室，被设置为膜层蒸镀提供所需的真空和温度环境，所述基底通过基底支架支撑在蒸发室的中间位置，多路双向光纤和蒸发源分别位于基底的上方和下方；设置于蒸镀室外部的多点反射率测试设备，用以通过所述多路双向光纤发射单色光信号，并接收对应的多路反射光信号，由此计算得到被测对象不同位置的反射率；所述蒸发源构成为蒸发镀膜的原材料，该蒸发源所制的膜层具有透明或者半透明的特性；所述蒸发源固定在蒸发源移动装置上并随其同步移动；所述控制系统被设置用于基于所监测到的多点反射率的初值与最小值来确定当前反射率变化率Pn，并基于每个点当前反射率变化率Pn的对比，以及与目标反射率Pre的对比来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，最终制备出均匀的膜层。进一步的实施例中，所述蒸发室内设置有供多路双向光纤穿过并固定的孔隙，并对孔隙进行密封。进一步的实施例中，所述多路双向光纤至少设置10路以上。进一步的实施例中，所述基底为圆形基底，在蒸镀膜层过程中设置了13个监测位点，分别对应地设置双向光纤，其中9个监测位点以基底圆形为中心的3*3矩形分布，4个分别位于每个矩形边的外侧中心位置。进一步的实施例中，所述监测位点形成轴对称分布。进一步的实施例中，所述蒸发源移动装置包括固定架、螺纹杆、电机以及转轴。进一步的实施例中，所述控制系统包括反射率计算单元以及蒸发源运动控制单元，其中反射率计算单元被设置按照下述方式计算当前反射率变化率：首先记录初始反射率R1，并将初始反射率R1存储为反射率最低值R2；然后根据实时记录反射率监控值R，并判断R与R2的大小，当R小于R2时，则使用R的值替代R2，即执行R2＝R，否则不覆盖，即保持R2不变；再依据反射率变化率Pn计算公式得出当前反射率变化率Pn并输出；所述蒸发源运动控制单元根据各监测位点当前反射率变化率Pn的对比，确定各监测位点的膜层厚度，并依据对比结果来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，并且与目标反射率Pre对比最终制备出均匀的膜层，其中Pn＝(R+R1-2R2)/R1。根据本专利技术的公开，还提出一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的方法，包括以下步骤：步骤1、设定膜层蒸镀的目标反射率变化率Pre；步骤2、通过标准反射率样片对多点反射率测试设备进行校准；步骤3、使用基底替换标准反射率样片，准备蒸发源开始蒸镀；步骤4、在蒸发室的内部条件达到镀膜要求后开始镀膜，并且在镀膜过程中按照设定时间间隔记录各个监测位点的反射率，再通过各个监控点的当前反射率变化率的对比，以及与目标反射率Pre的对比来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，最终制备出均匀的膜层。相比于传统的采取厚度监控的方式进行镀膜，本专利技术的采用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄的装置和方法在镀膜过程中更直接的监控了大尺寸产品各个位置的反射率变化，可解决单点测量无法在制造过程中无法评估大尺寸产品均匀性的问题，提高产品一致性，提高生产良品率，减少生产加工环节，提高生产效率。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是根据本专利技术较优实施例的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄的装置的示意图。图2A-2C是根据本专利技术较优实施例的蒸发源移动装置及其工作原理的示意图。图3是根据本专利技术较优实施例的多点反射率监控系统检测点分布的示意图。图4是根据本专利技术较优实施例的特定产品上蒸镀一种膜层时其反射率变化示意图。图5是根据本专利技术较优实施例的产品反射率变化率的计算逻辑示意图。图6是根据本专利技术较优实施例的镀膜过程中各监测位置反射率变化率大小的示意图。图7是根据本专利技术较优实施例的镀膜结束后各监测位置反射率变化率大小的示意图。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。结合图1-图7所示，根据本专利技术的较优实施例，一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，适用于在大尺寸基底上利用多点反射率监控的方法制备大尺寸均匀薄膜。在蒸镀过程中，通过对多个监测位点的反射率的实时监控，确定反射率的实时的变化率，在通过各个位点的对比来控制蒸镀源对薄弱的位置进行补充，结合最初设定的预设值以完成整个膜层的均匀性蒸镀。相比于传统的采取厚度监控的方式进行镀膜，本专利技术的采用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄的装置和方法在镀膜过程中更直接的监控了大尺寸产品各个位置的反射率变化，可解决单点测量无法在制造过程中无法评估大尺寸产品均匀性的问题，提高产品一致性，提高生产良品率，减少生产加工环节，提高生产效率。结合图1-3所示的实施例的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，其适用于待镀膜产品为透明或者半透明材料，同时镀膜过程中仍为透明或者半透明状态，该装置包括多点发射率测试设备101、多路双向光纤102、蒸发室103、基底104(尤其是大尺寸的基底)、蒸发源105、蒸发源移动装置106以及控制系统110。蒸发室103，被设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，适用于待镀膜产品为透明或者半透明材料，同时镀膜过程中仍为透明或者半透明状态，其特征在于，所述装置包括蒸发室、多点发射率测试设备、多路双向光纤、基底、蒸发源、蒸发源移动装置以及控制系统，其中：蒸发室，被设置为膜层蒸镀提供所需的真空和温度环境，所述基底通过基底支架支撑在蒸发室的中间位置；设置于蒸镀室外部的多点反射率测试设备，用以通过所述多路双向光纤发射单色光信号，并接收对应的多路反射光信号，由此计算得到被测对象不同位置的反射率；所述蒸发源构成为蒸发镀膜的原材料，该蒸发源所制的膜层具有透明或者半透明的特性；所述蒸发源固定在蒸发源移动装置上并随其同步移动；所述控制系统被设置用于基于所监测到的多点反射率的初值与最小值来确定当前反射率变化率Pn，并基于每个点当前反射率变化率Pn的对比，以及与目标反射率Pre的对比来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，最终制备出均匀的膜层。

【技术特征摘要】
1.一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，适用于待镀膜产品为透明或者半透明材料，同时镀膜过程中仍为透明或者半透明状态，其特征在于，所述装置包括蒸发室、多点发射率测试设备、多路双向光纤、基底、蒸发源、蒸发源移动装置以及控制系统，其中：蒸发室，被设置为膜层蒸镀提供所需的真空和温度环境，所述基底通过基底支架支撑在蒸发室的中间位置；设置于蒸镀室外部的多点反射率测试设备，用以通过所述多路双向光纤发射单色光信号，并接收对应的多路反射光信号，由此计算得到被测对象不同位置的反射率；所述蒸发源构成为蒸发镀膜的原材料，该蒸发源所制的膜层具有透明或者半透明的特性；所述蒸发源固定在蒸发源移动装置上并随其同步移动；所述控制系统被设置用于基于所监测到的多点反射率的初值与最小值来确定当前反射率变化率Pn，并基于每个点当前反射率变化率Pn的对比，以及与目标反射率Pre的对比来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，最终制备出均匀的膜层。2.根据权利要求1所述的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，其特征在于，所述蒸发室内设置有供多路双向光纤穿过并固定的孔隙，并对孔隙进行密封。3.根据权利要求1所述的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，其特征在于，所述多路双向光纤至少设置10路以上。4.根据权利要求1所述的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，其特征在于，所述基底为圆形基底，在蒸镀膜层过程中设置了13个监测位点，分别对应地设置双向光纤，其中9个监测位点以基底圆形为中心的3*3矩形分布，4个分别位于每个矩形边的外侧中心位置。5.根据权利要求4所述的利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏德坦，司曙光，乔芳建，谢飞，李冬，王兴超，孙赛林，徐海洋，金睦淳，候巍，张昊达，曹宜起，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53