智能型磁控溅射真空镀膜机的制作方法

本实用新型涉及镀膜设备，尤其是一种过程零介入的智能型磁控溅射真空镀膜机，应用于塑料餐具镀膜。

背景技术：

智能化是制造自动化的发展方向，在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计，工艺过程设计，生产调度，故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。而人工智能技术尤其适合于解决特别复杂和不确定的问题。过程零介入的智能型磁控溅射真空镀膜机就是在此基础上提出并确定立项研发，它不但可以很好的解决高要求产品复杂的工艺调试、制程不稳定、产品品质不确定等严重缺陷，还解决了设备操作人员要求高，培养周期长，人员不稳定等因素影响生产产能提高的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了完善镀膜机的智能化，提升镀膜品质，发明了一种智能型磁控溅射真空镀膜机，具备镀制参数闭环监控功能，监测对象包含工转及转速、靶转及转速、靶温，油温，水温，混气比例，气压、真空度、膜层厚度等；镀制过程零介入，镀制参数闭环监控自动调整并记录，达到镀制工艺精确、制程稳定、提高工作效率的目的。

本实用新型的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种智能型磁控溅射真空镀膜机，包括溅射室、真空抽气系统、充气系统、监测系统、控制系统，其中，溅射室包括腔体、设置在腔体中的极靶、用于放置工件的工件架；真空抽气系统包括扩散泵、罗茨泵、维持泵，其特征在于，所述监测系统包括设置在溅射室内用于监测膜层厚度的膜厚测量装置、设置在极靶上用于监测极靶温度的极靶测温探头、设置在极靶内用于监测极靶内冷却水温的水温探头、设置在极靶端部用于监测极靶的靶转及转速的极靶测速探头、设置在工件架中心转轴端部用于监测工件架的工转及转速的工件架测速探头。

所述控制系统包括用于接收膜厚测量装置所传递信号的膜厚显示器、用于接收极靶测温探头所传递信号并根据信号控制极靶内冷却水循环的冷却水流通阀、用于接收极靶内水温探头所传递信号并根据信号控制极靶速率环水温控制仪、用于接收极靶测速探头所传递信号并根据信号控制速度的极靶转速控制仪、用于接收工件架测速探头所传递信号并根据信号控制速度的工件架转速控制仪。

作为优选，所述膜厚测量装置通过监测电流，并根据电流、膜厚、电阻三者的关系换算出膜层厚度，则所述膜厚测量装置设置有两个电流探头。基于ATMELAVR8515单片机控制的真空在线镀膜测厚仪，该测厚仪设计了与上位计算机进行远距离信号传输的RS-232C接口，通过上位计算机可以实现测厚仪系统参数的设定和控制。具体为：（1）由键盘输入镀膜材料的声阻抗、密度等参数；(2)在镀膜时所镀厚度与预定值相符时自动停止在线镀膜机工作转至解除镀膜作业流程；(3)根据镀膜材料实际使用差异自动调节所需镀膜电流、电压、时间；(4)配套的工控机系统，可以实现数据的接收、处理、存储、显示、报警及打印功能。

作为优选，所述监测系统还包括用于监测溅射室内真空度的真空计，同时，所述控制系统还包括根据真空计数据信号对真空抽气系统进行控制的抽真空控制器。

作为优选，所述监测系统还包括设置在溅射室充气口处用于监测混气体气压的混气测压计，同时，所述控制系统还包括根据混气测压计的数据信号进行充气控制的充气阀控制器。

作为优选，所述监测系统还包括用于监测扩散泵油温的油温探头，同时，所述控制系统还包括用于接收油温探头所传递信号并控制油体加热的加热控制器。

作为优选，所述控制系统集中设置于同一控制柜中，控制柜设置有一显示屏。

作为优选，所述监测系统与控制系统之间通过通讯电线对应连通。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型设置有镀制参数闭环监控功系统以及相对应的控制系统，相关监测对象有工转及转速、靶转及转速、靶温，油温，水温，气体流量，混气比例，气压、真空度、工作电压、工作电流、膜层厚度等；本实用新型启动后各工序操作过程零介入，镀制过程零介入，镀制参数闭环监控自动调整并记录，实现镀制工艺精确、制程稳定；本实用新型智能化监控自动化程度高、工作效率高，所产出产品合格率高品质优，并且极大的节省人力资源。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的极靶剖视图。

图中标号为：1、腔体；2、极靶；3、工件架；4、膜厚测量装置；5、极靶测温探头；6、水温探头；7、极靶测速探头；8、工件架测速探头；9、冷却水流通阀；10、真空计；11、混气侧压计；12、充气阀控制器；13、油温探头；14、控制柜；15、显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1、2所示，一种智能型磁控溅射真空镀膜机，包括溅射室、真空抽气系统、充气系统、监测系统、控制系统，其中，溅射室包括腔体1、设置在腔体1中的极靶2、用于放置工件的工件架3；真空抽气系统包括扩散泵、罗茨泵、维持泵。

所述监测系统包括设置在溅射室内用于监测膜层厚度的膜厚测量装置4，该膜厚测量装置通过监测电流，并根据电流、膜厚、电阻三者的关系换算出膜层厚度，则所述膜厚测量装置设置有两个电流探头。本实用新型采用基于ATMELAVR8515单片机控制的真空在线镀膜测厚仪，该测厚仪设计了与上位计算机进行远距离信号传输的RS-232C接口，通过上位计算机可以实现测厚仪系统参数的设定和控制。

所述监测系统包括设置在极靶上用于监测极靶温度的极靶测温探头5、设置在极靶内用于监测极靶内冷却水温的水温探头6、设置在极靶端部用于监测极靶的靶转及转速的极靶测速探头7、设置在工件架3中心转轴端部用于监测工件架的工转及转速的工件架测速探头8。

所述控制系统包括用于接收膜厚测量装置所传递信号的膜厚显示器、用于接收极靶测温探头所传递信号并根据信号控制极靶温度的温度控制仪、用于接收极靶内水温探头所传递信号并根据信号控制冷却水循环的冷却水流通阀9、用于接收极靶测速探头所传递信号并根据信号控制速度的极靶转速控制仪、用于接收工件架测速探头所传递信号并根据信号控制速度的工件架转速控制仪。

所述监测系统还包括用于监测溅射室内真空度的真空计10，同时，所述控制系统还包括根据真空计数据信号对真空抽气系统进行控制的抽真空控制器；所述监测系统还包括设置在溅射室充气口处用于监测混气体气压的混气测压计11，同时，所述控制系统还包括根据混气测压计的数据信号进行充气控制的充气阀控制器12；所述监测系统还包括用于监测扩散泵油温的油温探头13，同时，所述控制系统还包括用于接收油温探头所传递信号并控制油体加热的加热控制器；控制系统集中设置于同一控制柜14中，控制柜设置有一显示屏15；监测系统与控制系统之间通过通讯电线16一对一连通。

控制系统有一核心数据处理及控制主板，结合计算机系统，实现智能监测与控制，是一种无人值守全自动智能制造镀膜设备，启动后各工序操作过程零介入，镀制过程零介入，可用于生产多层膜、复合膜、彩色膜层等要求高，工艺复杂的真空镀膜产品。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。