В настоящее время существует множество методов контроля тонких пленок в машинах для вакуумного нанесения покрытий, в основном включая: визуальный мониторинг, мониторинг фиксированных (экстремальных) значений, мониторинг колебаний кристалла и контроль времени. В этой статье в первую очередь будут представлены три метода: визуальный мониторинг, мониторинг фиксированных (экстремальных) значений и мониторинг колебаний кристалла. Визуальный мониторинг, также известный как прямой мониторинг, предполагает использование глаз для наблюдения за фильмом. В процессе роста пленки интерференционные явления вызывают изменения цвета, и мы контролируем толщину пленки на основе этих изменений цвета. Этот метод имеет определенную степень погрешности и не очень точен, требует опыта.
Мониторинг с фиксированным-значением (экстремальным-значением): в основном используется отражающий (трансмиссивный) оптический мониторинг. Метод контроля экстремальных-значений: по мере увеличения толщины пленки ее отражательная способность и коэффициент пропускания соответственно изменяются. Когда коэффициент отражения или пропускания достигает экстремальной точки, оптическая толщина ND покрытия может быть определена как целое число, кратное одной-четверти длины волны контроля (λ). Однако метод экстремального-значения имеет относительно большую ошибку, поскольку коэффициент отражения или пропускания изменяется очень медленно вблизи экстремального значения; т. е. отношение R/T меняется только после значительного увеличения толщины пленки ND. Наиболее чувствительное положение находится на одной-восьмой длины волны. Метод мониторинга с фиксированным-значением. В этом методе используется тот факт, что точка остановки покрытия не находится на одной-четверти длины волны мониторинга. Затем компьютер вычисляет коэффициент отражения (или коэффициент пропускания) общей толщины пленки на длине волны 1, которая является точкой остановки покрытия. Мониторинг кристаллических колебаний: принцип работы кристаллических колебаний основан на том принципе, что частота вибрации кристалла кварца обратно пропорциональна его массе. Однако одним из недостатков кварцевого мониторинга является то, что когда толщина пленки увеличивается до определенного уровня, частота вибрации не совсем линейно связана с толщиной из-за свойств самого кварца. В этом случае необходимо использовать новый кварцевый генератор.
Каждый из нескольких методов мониторинга имеет свои преимущества и недостатки, но для многослойных покрытий обычно основным методом является оптический мониторинг, дополняемый осцилляциями кварцевого кристалла. Кроме того, для некоторых процессов, требующих впрыска газа во время нанесения покрытия, необходимы расходомеры или манометры, для контроля которых требуются точные клапаны и фотоэлектрические сенсорные системы. Машины для нанесения вакуумного покрытия также требуют системы управления вращением, в которой главный вал зонта расположен внутри подшипника, а двигатель приводит подшипник в движение, вращая зонт. Скорость вращения затем контролируется ПЛК. Вращение тигля приводится в движение двигателем и использует фотоэлектрическую индукцию, а защитная пластина вращается с помощью пневматического переключателя. Чтобы ускорить скорость откачки и достичь определенного уровня вакуума, вакуумную камеру необходимо охладить, заморозив воздух внутри до -130 градусов по Цельсию, а также заморозив и удалив водяной пар. Секция электрического управления в основном использует автоматическое управление ПЛК. Предварительно-программа сначала вводится в ПЛК, а основная схема процессора подключается к каждой системе без нагрузки на панели управления. При нажатии переключателя на панели управления информация передается в центральный процессор, а затем центральная система управления анализирует и выдает инструкции филиальным схемам для выполнения и завершения действия.
Машины для вакуумного нанесения покрытия — это устройства, объединяющие несколько дисциплин. Они включают в себя самые передовые электромеханические технологии, технологии управления, электроавтоматизацию, ИТ-технологии, технологии охлаждения, интегрированные системы микросхем, системы управления высоким-высоким напряжением, механические технологии, технологии обработки, оптоэлектронные технологии, оптические технологии, технологии пневматического управления, технологии оптоэлектронных датчиков, коммуникационные технологии, вакуумные технологии, тонкопленочную оптику и технологии нанесения покрытий и многое другое. Машины для нанесения вакуумных покрытий можно считать представителем новых отраслей промышленности. Сегодня широко используются вакуумные лакировочные машины, особенно при производстве тонких пленок. Различные производимые тонкие пленки используются в различных оптоэлектронных системах и оптических приборах, таких как цифровые камеры, цифровые видеокамеры, телескопы, проекторы, системы управления энергией, оптическая связь, технологии отображения, интерферометры, искусственные спутники и ракеты, полупроводниковые лазеры, микроэлектромеханические системы, информационная индустрия, лазерное производство, различные фильтры, светотехническая промышленность, датчики, архитектурное стекло, автомобильная промышленность, декоративные элементы, монеты, линзы для очков и многое другое. Лакировочные машины прочно вошли в жизнь человека.
