镀膜离子源的控制测试装置的制作方法

本发明涉及离子源测试技术领域，具体涉及一种13.56mhz的镀膜离子源的控制测试装置。

背景技术：

在现有技术中，光学镀膜在工业领域的应用越来越广，因其沉积速度快、离子能量高、靶材离化率大等优势而广泛应用于工业生产领域，涉及硬质刀具、灯具、家居装饰、模具、手机外壳不锈钢板材等工业生产制造业。而光学镀膜一般都采用电弧离子镀膜设备来进行生产，传统的电弧离子镀膜设备存在的一个主要问题：电弧源控制系统易受到周围的电磁干扰，稳定性不高，降低了镀膜质量。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了镀膜离子源的控制测试装置，以达到对镀膜离子源工作范围进行有效测量和保证了镀膜离子源满足生产需求的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镀膜离子源的控制测试装置，包含有设置在真空室内的石英锅，所述石英锅上连接有通过氩气的氩气管道，所述石英锅的下方还设有用于激发氩气的rf线圈，所述石英锅的上部设有栅网；

所述石英锅上还连接有正高压源、负高压源，所述正高压源和负高压源均由plc控制器进行智能控制，所述栅网的最底层通过正高压源产生的正高压将等离子封入石英锅，所述栅网的中间层通过负高压源产生的负高压将正离子抽出并打在目标基板上；

所述plc控制器通过rf信号源与所述rf线圈连接；

所述氩气管道上设有流量控制器，所述流量控制器与所述plc控制器信号连接；

所述真空室还连接有真空泵，所述真空泵与所述plc控制器信号连接。

本发明通过采用抗干扰能力强的plc控制器来处理数据的采集和控制外部硬件设备，提高了抗电磁干扰的能力，实现对镀膜离子源的工作范围的精确测量，以确保该镀膜离子源能够满足生产的需求，从而保证镀膜离子源的工作质量。

作为优选的，所述plc控制器还连接有电流计，所述电流计用于测试正离子轰击在基板上所产生的电流。

作为优选的，所述真空泵包含有相互串联的分子泵和机械泵，所述分子泵与所述真空室连通，所述分子泵通过电离规与所述plc控制器信号连接，所述机械泵通过电阻规与所述plc控制器信号连接。利用电离规、分子泵、电阻规和机械泵实现对真空室内的压力实现检测。

作为优选的，所述rf信号源通过阻抗匹配器与所述rf线圈连接，所述rf信号源、阻抗匹配器和离子源均由水循环冷却系统进行冷却。通过水循环冷却系统实现对rf信号源、阻抗匹配器和离子源的冷却，延长了设备的使用寿命。

作为优选的，所述plc控制器还可连接有用于显示的显示机构，所述显示机构为上位机epics，且上位机epics可对所述plc控制器输出控制信号。通过显示机构便于工作人员知晓各个检测数据，并根据该数据做出相应的指令。

本发明具有如下优点：

1.本发明通过采用抗干扰能力强的plc控制器来处理数据的采集和控制外部硬件设备，提高了抗电磁干扰的能力，实现对镀膜离子源的工作范围的精确测量，以确保该镀膜离子源能够满足生产的需求，从而保证镀膜离子源的工作质量。

2.本发明利用电离规、分子泵、电阻规和机械泵实现对真空室内的压力实现检测。

3.本发明通过水循环冷却系统实现对rf信号源、阻抗匹配器和离子源的冷却，延长了设备的使用寿命。

4.本发明通过显示机构便于工作人员知晓各个检测数据，并根据该数据做出相应的指令。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例公开的镀膜离子源的控制测试装置的原理示意图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.真空室2.石英锅3.氩气管道4.rf线圈5.栅网6.正高压源

7.负高压源8.plc控制器9.电流计10.rf信号源11.阻抗匹配器

12.水循环冷却系统13.流量控制器14.分子泵15.机械泵16.电离规

17.电阻规18.上位机epics19.离子源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了镀膜离子源的控制测试装置，其工作原理是通过采用抗干扰能力强的plc控制器来处理数据的采集和控制外部硬件设备，提高了抗电磁干扰的能力，实现对镀膜离子源的工作范围的精确测量，以确保该镀膜离子源能够满足生产的需求，从而保证镀膜离子源的工作质量。

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种镀膜离子源的控制测试装置，包含有设置在真空室1内的石英锅2，所述石英锅上连接有通过氩气的氩气管道3，所述石英锅的下方还设有用于激发氩气的rf线圈4，所述石英锅的上部设有栅网5；

所述石英锅上还连接有正高压源6、负高压源7，所述正高压源和负高压源均由plc控制器8（plc控制器可以采用包括但不限于西门子s7-200系列产品）进行智能控制，所述栅网的最底层通过正高压源产生的正高压将等离子封入石英锅，所述栅网的中间层通过负高压源产生的负高压将正离子抽出并打在目标基板上；

所述plc控制器还连接有电流计9，所述电流计用于测试正离子轰击在基板上所产生的电流；

所述plc控制器连接有rf信号源10，所述rf信号源通过阻抗匹配器11与所述rf线圈连接，所述rf信号源、阻抗匹配器和离子源均由水循环冷却系统12进行冷却；

所述氩气管道上设有流量控制器13，所述流量控制器与所述plc控制器信号连接；

所述真空室还连接有真空泵，所述真空泵包含有相互串联的分子泵14和机械泵15，所述分子泵与所述真空室连通，所述分子泵通过电离规16与所述plc控制器信号连接，所述机械泵通过电阻规17与所述plc控制器信号连接。

所述plc控制器还可连接有用于显示的显示机构，所述显示机构为上位机epics18，且上位机epics可对所述plc控制器输出控制信号。

本发明的具体使用步骤如下：再如图1所示，本测试装置具体使用如下：

1）.在测试之前，需要先要将真空室的空气抽出，以保证真空室达到工作条件，具体如下：

1-1）.通入氩气前：利用分子泵14和机械泵15将真空室的空气抽出，以保证真空室1达到一定的真空度（室内气压低于1×10-3pa）；

1-2）.电路给电开启流量控制器13，使氩气管道3向石英锅2内冲入氩气，同时在次过程中分子泵和机械泵同时工作，以保证真空室1室内气压低于1×10-2pa。

在真空泵的工作过程中室内真空的监测情况根据分子泵14的入口压力来测量，该监测装置为电离规16；考虑分子泵工作时的出口压力必须低于2pa，在与分子泵14的出口相连接的机械泵15的进口处安装电阻规17来进行分子泵14的出口压力监测，plc控制器采集电离规16反馈的气压值来监测真空室内压力和流量控制器13反馈的气体流量来监测氩气的流量的大小。

2）.plc控制器8控制rf信号源10经过阻抗匹配器11使设置在石英锅底部的rf线圈4产生的高频（13.56mhz）来离化氩气，形成电子和正离子等混合的中性等离子体状态，同时plc控制其8采集rf信号源4反馈的输入功率和反馈功率的数值；

3）.plc控制器8控制正高压源6和负高压源7来抑制负离子和抽取正离子，栅网5的最底层通过正高压源6产生正高压将等离子封入石英锅内；栅网的中部通过负高压源产生负高压将正离子抽出并打在目标基板上；同时plc控制器8采集正高压源6和负高压源7反馈的电压值和电流计9反馈电流的大小。

4）.plc控制器8将采集的数据处理后通过网络通讯方式传递给上位机epics18的控制界面，同时也通过网络通讯方式接受上位机的控制命令。具体过程如下：使用i/oserver中的epics服务器，将所需要在labview中检测的过程变量（pv）发布出去，上位机epics18端的控制界面（opi）可以检测到发布的过程变量。并且上位机epics18与plc控制器8采用网络通讯方式，从而可以快速的监测和调节相关参数。

综上，plc控制器8采集各个外部硬件设备输出给离子源19的信号，然后传递给上位机epics显示；同时上位机epics反馈信号给plc控制器，从而控制相对应的外部硬件设备。最终完成该种13.56mhz飞镀膜离子源的测试工作。

通过以上的方式，本发明所提供的镀膜离子源的控制测试装置，通过采用抗干扰能力强的plc控制器来处理数据的采集和控制外部硬件设备，提高了抗电磁干扰的能力，实现对镀膜离子源的工作范围的精确测量，以确保该镀膜离子源能够满足生产的需求，从而保证镀膜离子源的工作质量。

以上所述的仅是本发明所公开的镀膜离子源的控制测试装置的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。