一种自动监测膜厚镀膜设备及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种自动监测膜厚镀膜设备及工艺，其中设备包括：真空腔室，真空腔室的腔壁采用吸光材质，真空腔室内设置隔离夹持板，隔离夹持板将真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室；隔离夹持板上设置有用于夹持待镀膜透明基板的夹持孔，夹持孔的内壁设置有环形面光源，环形面光源的发光朝向指向夹持孔的中心，夹持孔正上方设置有摄像头，摄像头的拍摄方向指向夹持孔的中轴线，夹持孔正下方设置有用于装载蒸镀材料的蒸发舟，蒸发舟下方设置有加热蒸发器；真空腔室还连接有真空泵。本发明专利技术通过蒸镀薄膜的吸光特性，提高了膜厚监测对应机构的使用寿命和监测精度。机构的使用寿命和监测精度。机构的使用寿命和监测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种自动监测膜厚镀膜设备及工艺


[0001]本专利技术涉及镀膜领域，特别是涉及一种自动监测膜厚镀膜设备及工艺。

技术介绍

[0002]光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。常用的镀膜法有真空镀膜和化学镀膜。
[0003]真空蒸镀，简称蒸镀，是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。
[0004]在进行较为精密的蒸镀时，对蒸镀形成薄膜厚度一般有精准要求。这就要求在蒸镀过程中实时对薄膜厚度进行监控，以保证薄膜厚度符合要求。蒸镀设备控制膜厚的原理为：累积膜厚＝蒸镀速率
×
调节因子
×
蒸镀时间。其中蒸镀速率是由水晶晶振片监测的。水晶晶振片是镀金的水晶薄片，通电后会以一个固定的频率震动，当材料蒸镀到水晶晶振片表面时，由于质量改变和固有频率改变，膜厚控制器通过固有频率改变的大小，计算出当时的蒸镀速率。这样的方式导致当水晶晶振片覆盖薄膜材料到一定程度时，需要及时更换才能进行精准测量，使用寿命不够长。

技术实现思路

[0005]经申请人研究发现：根据蒸镀时基板和其表面的蒸镀薄膜光学特性，采用对基板光照。同时对基板进行拍摄，因为不同膜厚的蒸镀薄膜对光吸收不同，因此可以从基板在拍摄图像中的灰度值获得其对应的蒸镀薄膜厚度。但是，光源设置在哪里对基板进行照射是个问题。因为如果将光源设置在基板下方，蒸镀产生的漂浮颗粒会对光源进行遮挡，导致拍摄识别不精准。如果将光源设置在基板上方，光穿过基板和蒸镀薄膜依旧会对蒸镀产生的漂浮颗粒进行照射后反光，导致拍摄识别不精准。
[0006]有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种自动监测膜厚镀膜设备及工艺，旨在提高膜厚监测对应机构的使用寿命和监测精度。
[0007]为实现上述目的，本专利技术第一方面开了一种自动监测膜厚镀膜设备，所述自动监测膜厚镀膜设备包括：真空腔室，所述真空腔室的腔壁采用吸光材质，所述真空腔室内设置隔离夹持板，所述隔离夹持板将所述真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室；所述隔离夹持板上设置有用于夹持待镀膜透明基板的夹持孔，所述夹持孔的内壁设置有环形面光源，所述环形面光源的发光朝向指向所述夹持孔的中心，所述夹持孔正上方设置有摄像头，所述摄像头的拍摄方向指向所述夹持孔的中轴线，所述夹持孔正下方设置有用于装载蒸镀材料的蒸发舟，所述蒸发舟下方设置有加热蒸发器；所述真空腔室还连接有真空泵；
[0008]在进行蒸镀工作时，所述透明基板的所述蒸镀薄膜上吸收所述环形面光源发出的
光而发生漫反射而被所述摄像头所拍摄，所述透明基板上形成的蒸镀薄膜厚度越大时，所述透明基板被所述摄像头拍摄到的灰度值与所述蒸镀薄膜颜色对应的灰度值越接近。
[0009]本专利技术第二方面工公开了一种自动监测膜厚镀膜工艺，所述工艺包括：
[0010]将待镀膜的透明基板装载在镀膜设备的夹持孔中，将蒸镀材料加入蒸发舟；其中，所述镀膜设备包括真空腔室，所述真空腔室的外壁为吸光材质，所述真空腔室连接有真空泵，所述真空腔室的底座上设置有蒸发加热器，所述蒸发加热器上方设置所述蒸发舟，所述蒸发舟用于装载所述蒸镀材料，所述蒸发舟上方设置有隔离夹持板，所述隔离夹持板将所述真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室，所述隔离夹持板在与所述蒸发舟相对位置处设置有所述夹持孔，所述夹持孔内设置环形面光源，所述夹持孔正上方设置有摄像头，所述摄像头的拍摄方向指向所述夹持孔的中轴线；
[0011]启动所述真空泵，排除所述真空腔室内的多余空气；响应于所述真空腔室内的压强达到预设压强，关闭所述真空泵，并启动所述蒸发加热器对所述蒸发舟进行加热以使所述蒸镀材料气化；其中所述隔离夹持板隔离气化后的蒸镀材料使之无法进入所述隔离夹持板上层对应的所述上层洁净室；
[0012]开启所述环形面光源，并控制所述摄像头对所述透明基板进行拍摄，获得第一图像；其中，所述环形面光源的发光朝向指向所述夹持孔的中心，所述透明基板的所述蒸镀薄膜上吸收所述环形面光源发出的光而发生漫反射而被所述摄像头拍摄成所述第一图像；
[0013]根据所述第一图像中所述透明基板各个环状区域的实际灰度值，获得所述蒸镀薄膜的厚度和均匀性；其中，所述蒸镀薄膜厚度越大时，所述实际灰度值与所述蒸镀薄膜颜色对应的灰度值越接近；
[0014]响应于所述实际灰度值达到标准灰度值，判断所述透明基板朝向蒸发舟一面完成镀膜。
[0015]可选的，所述环形面光源为在所述夹持孔的内壁均匀设置LED灯珠，在所述LED灯珠外侧共同覆盖设置有均光膜，所述均光膜用于将各个所述LED灯珠发出的光进行均匀分配再发出。
[0016]可选的，所述蒸发加热器采用螺旋状的加热电阻且所述加热电阻对应的环形开口朝向正上方的所述蒸发舟，所述加热电阻进行加热时在所述第一图像中呈现环状光带。
[0017]可选的，所述环形面光源采用的近紫外光，所述摄像头采用近紫外光摄像头，所述摄像头在拍摄所述第一图像时过滤所述蒸发加热器产生的红光，保留所述环形面光源产生的近紫外光。
[0018]可选的，所述环形面光源采用的近紫外光，所述摄像头前设置有近紫外光滤光片，所述摄像头在拍摄所述第一图像时过滤所述蒸发加热器产生的红光，保留所述环形面光源产生的近紫外光。
[0019]可选的，所述蒸镀设备还包括翻转机构，所述隔离夹持板与翻转机构相连接，所述工艺包括：
[0020]响应于所述透明基板朝的一面完成镀膜，控制所述翻转机构将所述隔离夹持板进行翻转，是所述透明基板朝的另一面进行镀膜。
[0021]可选的，在所述将待镀膜的所述透明基板装载在所述镀膜设备的所述夹持孔中之前，所述工艺还包括：
[0022]对所述透明基板进行超声波清洗，洗去所述透明基板的表面污渍；
[0023]对清洗后的所述透明基板进行干燥。
[0024]本专利技术的有益效果：1、本专利技术隔离夹持板上设置有用于夹持待镀膜透明基板的夹持孔，夹持孔的内壁设置有环形面光源，环形面光源的发光朝向指向夹持孔的中心，夹持孔正上方设置有摄像头，摄像头的拍摄方向指向夹持孔的中轴线。在蒸镀时，开启环形面光源，并控制摄像头对透明基板进行拍摄，获得第一图像；开启环形面光源，并控制摄像头对透明基板进行拍摄，获得第一图像。本专利技术通过透明基板的蒸镀薄膜上吸收环形面光源发出的光而发生漫反射而被摄像头拍摄成第一图像和蒸镀薄膜吸光特性获取蒸镀薄膜厚度，相较于现有技术，本专利技术不用通过水晶晶振片覆盖蒸镀材料进行膜厚监测，可以循环使用，因此增加了使用寿命。2、本专利技术真空腔室的腔壁采用吸光材质，真空腔室内设置隔离夹持板，隔离夹持板将真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室；隔离夹持板上设置有用于夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动监测膜厚镀膜设备，其特征在于，所述自动监测膜厚镀膜设备包括：真空腔室，所述真空腔室的腔壁采用吸光材质，所述真空腔室内设置隔离夹持板，所述隔离夹持板将所述真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室；所述隔离夹持板上设置有用于夹持待镀膜透明基板的夹持孔，所述夹持孔的内壁设置有环形面光源，所述环形面光源的发光朝向指向所述夹持孔的中心，所述夹持孔正上方设置有摄像头，所述摄像头的拍摄方向指向所述夹持孔的中轴线，所述夹持孔正下方设置有用于装载蒸镀材料的蒸发舟，所述蒸发舟下方设置有加热蒸发器；所述真空腔室还连接有真空泵；在进行蒸镀工作时，所述透明基板的所述蒸镀薄膜上吸收所述环形面光源发出的光而发生漫反射而被所述摄像头所拍摄，所述透明基板上形成的蒸镀薄膜厚度越大时，所述透明基板被所述摄像头拍摄到的灰度值与所述蒸镀薄膜颜色对应的灰度值越接近。2.一种自动监测膜厚镀膜工艺，其特征在于，所述工艺包括：将待镀膜的透明基板装载在镀膜设备的夹持孔中，将蒸镀材料加入蒸发舟；其中，所述镀膜设备包括真空腔室，所述真空腔室的腔壁为吸光材质，所述真空腔室连接有真空泵，所述真空腔室的底座上设置有蒸发加热器，所述蒸发加热器上方设置所述蒸发舟，所述蒸发舟用于装载所述蒸镀材料，所述蒸发舟上方设置有隔离夹持板，所述隔离夹持板将所述真空腔室隔离分为上层洁净室和下层蒸镀室，所述隔离夹持板在与所述蒸发舟相对位置处设置有所述夹持孔，所述夹持孔内设置环形面光源，所述夹持孔正上方设置有摄像头，所述摄像头的拍摄方向指向所述夹持孔的中轴线；启动所述真空泵，排除所述真空腔室内的多余空气；响应于所述真空腔室内的压强达到预设压强，关闭所述真空泵，并启动所述蒸发加热器对所述蒸发舟进行加热以使所述蒸镀材料气化；其中，所述隔离夹持板隔离气化后的所述蒸镀材料使之无法进入所述隔离夹持板上层对应的所述上层洁净室；开启所述环形面光源，并控制所述摄像头对所述透明基板进行拍摄，获得第一图像；其中，所述环形面光源的发光朝向指向所述夹持孔的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子杰，陈日亮，郑秀梅，
申请(专利权)人：华思光电福建有限公司，
类型：发明
国别省市：