一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化學氣相沉積設備真空度控制領域，尤其涉及一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統。
【背景技術】
[0002]化學氣相沉積法在制備各種功能、結構薄膜方面，是最具潛力的一種先進薄膜制備技術。該法制備薄膜的優點為沉積速率快，薄膜均勻，且能在形狀復雜的大面積器件上沉積。此外，化學氣相沉積設備簡單，真空要求低，容易工業化。
[0003]化學氣相沉積法制備薄膜時的最佳腔體壓強為600至800帕斯卡之間，因此在進行薄膜制備時，腔體真空度應維持在該數值區間。
[0004]對于目前的化學氣相沉積設備來講，腔體與真空泵之間安裝有真空擋板閥，腔體真空度的獲得及維持是靠手動調節擋板閥的開合度來實現。手動調節擋板閥易造成薄膜制備過程中真空度的波動，無法實現對真空度的精確控制，因而制備的樣品可重復性差。另夕卜，在薄膜制備過程中，需要操作員長時間守候在設備旁調節閥門，造成人員疲憊及工作效率偏低的現象。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術中的問題，提供一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，實現化學氣相沉積設備真空度的智能、精確控制，提高了反應腔體真空度控制的精確度，從而提高該系統所制薄膜的質量和性能。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，包括反應腔體、真空規、控制器、信號轉換器、電動執行元件、真空泵，反應腔體的輸入端口設置氣體輸送管道，反應腔體通過其輸入端口設置的氣體輸送管道與載流氣及原料蒸氣輸送裝置連通，反應腔體的輸出端口通過氣體輸送管道與真空泵連接，反應腔體的輸出端口與真空泵之間的氣體輸送管道上設置電動執行元件，真空規安裝在反應腔體上，真空規與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件連接。
[0007]按上述技術方案，真空規與控制器的輸入端之間通過信號電纜連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端之間通過信號電纜連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件之間通過信號電纜連接。
[0008]按上述技術方案，電動執行元件包括進氣口、排氣口、控制閥，進氣口通過氣體輸送管道與反應腔體的輸出端口連通，排氣口通過氣體輸送管道與真空泵連通，進氣口與排氣口之間被控制閥隔開，信號轉換器的輸出端與控制閥連接。
[0009]本發明產生的有益效果是:本發明系統能夠實現化學氣相沉積設備真空度的智能、精確控制，可使反應腔體的真空度維持在100至1000帕斯卡之間的任意值，提高了反應腔體真空度控制的精確度，為組建大型智能化化學氣相沉積制膜生產線提供了技術基礎，從而提尚I旲的質量和性能。
【附圖說明】
[0010]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明實施例化學氣相沉積設備真空度智能控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0012]本發明實施例中，提供一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，包括反應腔體、真空規、控制器、信號轉換器、電動執行元件、真空泵，反應腔體的輸入端口設置氣體輸送管道，反應腔體通過其輸入端口設置的氣體輸送管道與載流氣及原料蒸氣輸送裝置連通，反應腔體的輸出端口通過氣體輸送管道與真空泵連接，反應腔體的輸出端口與真空泵之間的氣體輸送管道上設置電動執行元件，真空規安裝在反應腔體上，真空規與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件連接。控制器采集真空規測量的數據，并將數據處理后向信號轉換器發送數字指令，信號轉換器接收控制器發出的數字指令，并將數字指令轉換為模擬信號，然后將模擬信號傳遞給電動執行元件，電動執行元件的控制閥接收信號轉換器發出的模擬信號，并將其轉化為閥門開合動作，從而控制控制閥閥門的開合度。控制閥閥門的開合度能直接控制真空泵對反應腔體的抽氣速率。控制器搭載有“智能控制程序”，智能控制程序操作界面上設置有“開始”以及“腔體壓強設置”按鈕，“腔體壓強設置”按鈕鏈接有壓強設置界面，其界面上設置有壓強設置對話框。
[0013]進一步地，真空規與控制器的輸入端之間通過信號電纜連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端之間通過信號電纜連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件之間通過信號電纜連接。
[0014]進一步地，電動執行元件包括進氣口、排氣口、控制閥，進氣口通過氣體輸送管道與反應腔體的輸出端口連通，排氣口通過氣體輸送管道與真空泵連通，進氣口與排氣口之間被控制閥隔開，信號轉換器的輸出端與控制閥連接。
[0015]本發明的較佳實施例中，如圖1所示，化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，包括反應腔體、真空規、控制器、信號轉換器、電動執行元件、真空泵，反應腔體的輸入端口設置氣體輸送管道，反應腔體通過其輸入端口設置的氣體輸送管道與載流氣及原料蒸氣輸送裝置連通，反應腔體的輸出端口通過氣體輸送管道與真空泵連接，反應腔體的輸出端口與真空泵之間的氣體輸送管道上設置電動執行元件，真空規安裝在反應腔體上，真空規與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件連接。真空規與控制器的輸入端之間通過信號電纜連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端之間通過信號電纜連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件之間通過信號電纜連接。電動執行元件包括進氣口、排氣口、控制閥，進氣口通過氣體輸送管道與反應腔體的輸出端口連通，排氣口通過氣體輸送管道與真空泵連通，進氣口與排氣口之間被控制閥隔開，信號轉換器的輸出端與控制閥連接。其中控制器選擇使用計算機，真空泵為抽取反應腔體內氣體提供動力，真空規用來測量反應腔體內部真空度，計算機用來采集真空規測量數值并作為“智能控制程序”的載體，“智能控制程序”能將采集到的真空度數據與“腔體壓強設置”比較，并根據比較結果向信號轉換器發出相應的數字信號，信號轉換器接收到數字信號后將其轉變為模擬信號并傳遞給電動執行元件，電動執行元件收到模擬信號后會做出相應的動作，以此控制其控制閥閥門的開合度，從而實現真空泵對反應腔體抽氣速率的控制，反應腔體真空度也因此發生改變。該閉環回路如此循環工作，從而達到全自動化、智能化精確控制反應腔體真空度的目的。
[0016]該實施例中，化學氣相沉積設備真空度智能控制系統的工作過程為，首先打開真空規3、計算機4、信號轉換器5、電動執行元件6和真空泵7的電源開關，開啟計算機4搭載的“智能控制程序”，在其操作界面上點擊“腔體壓強設置”按鈕，在新彈出的壓強設置界面上的壓強設置對話框中輸入壓強設定值，返回操作界面上點擊“開始”按鈕，化學氣相沉積設備開始工作。原料蒸氣在載流氣的輸送下通過氣體輸送管道2被送往反應腔體I中，真空泵7不停抽取反應腔體I內的氣體，使得反應腔體I內氣體不停的流動，因而反應腔體I中的真空度時刻發生變化，然后其真空度波動數值被真空規3測量；與此同時，當“智能控制程序”收到“開始”指令后，計算機4便開始采集真空規3的測量值，并時刻將采集到的真空度數值與設定值比較，然后控制器“智能控制程序”根據比較結果發出相應的數字指令，并將該數字指令傳遞給信號轉換器5，信號轉換器5接到數字指令后將其轉換成模擬信號，電動執行元件6接受到模擬信號將其轉化成相應動作，以此控制電動執行元件6中的控制閥閥門開合度，通過控制其控制閥閥門開合度能實現真空泵7對反應腔體I抽氣速率的控制。該系統工作時，當檢測到反應腔體I的真空度數值比設定值高，計算機“智能控制程序”將會給出加大電動執行元件6控制閥閥門開度的指令，并通過PID方式調節，最終會使反應腔體I的真空度減小；當反應腔體I的真空度比設定值低時，計算機“智能控制程序”最終會給出減小電動執行元件6控制閥閥門開度的指令，并通過PID方式調節，最終會使反應腔體I的真空度增大。該系統如此反復循環運行，形成了一個閉環回路，從而達到精確控制反應腔體I中真空度的目的。在本發明系統運轉過程中，真空規3的真空度數據讀取與發送、信號轉換器5信號的接受與發送和電動執行元件6信號的接受均通過信號電纜8來傳遞。
[0017]本發明的一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，實現了全自動、智能化計算機監控腔體真空度，提高了腔體真空度的精確度，從而提高膜的質量和性能。
[0018]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，其特征在于，包括反應腔體、真空規、控制器、信號轉換器、電動執行元件、真空泵，反應腔體的輸入端口設置氣體輸送管道，反應腔體的輸出端口通過氣體輸送管道與真空泵連接，反應腔體的輸出端口與真空泵之間的氣體輸送管道上設置電動執行元件，真空規安裝在反應腔體上，真空規與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件連接。
2.根據權利要求1所述的化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，其特征在于，真空規與控制器的輸入端之間通過信號電纜連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端之間通過信號電纜連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件之間通過信號電纜連接。
3.根據權利要求1或2所述的化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，其特征在于，電動執行元件包括進氣口、排氣口、控制閥，進氣口通過氣體輸送管道與反應腔體的輸出端口連通，排氣口通過氣體輸送管道與真空泵連通，進氣口與排氣口之間被控制閥隔開，信號轉換器的輸出端與控制閥連接。
【專利摘要】本發明公開了一種化學氣相沉積設備真空度智能控制系統，包括反應腔體、真空規、控制器、信號轉換器、電動執行元件、真空泵，反應腔體的輸入端口設置氣體輸送管道，反應腔體的輸出端口通過氣體輸送管道與真空泵連接，反應腔體的輸出端口與真空泵之間的氣體輸送管道上設置電動執行元件，真空規安裝在反應腔體上，真空規與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與信號轉換器的輸入端連接，信號轉換器的輸出端與電動執行元件連接。本發明系統實現化學氣相沉積設備真空度的智能、精確控制，提高了反應腔體真空度控制的精確度，從而提高該系統所制薄膜的質量和性能。
【IPC分類】C23C16-52
【公開號】CN104846351
【申請號】CN201510260187
【發明人】趙培, 王瑩
【申請人】武漢工程大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月20日