專利名稱：計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)鍍膜，特別是一種計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn) 的裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
在采用電子束熱蒸發(fā)的方法進(jìn)行光學(xué)薄膜制備的過程中，要求保持 一定的蒸發(fā)速率以及穩(wěn)定的蒸發(fā)特性，以保障所制備的薄膜的質(zhì)量。穩(wěn) 定的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)特性與電子束偏轉(zhuǎn)后打在鍍膜材料上的束斑有直接
的關(guān)系，束斑的形狀和能量大小直接影響鍍膜材料的蒸發(fā)速率；束斑打 在鍍膜材料表面的位置，直接影響到鍍膜材料受熱蒸發(fā)后在整個(gè)鍍膜室 內(nèi)的空間分布，即蒸發(fā)云的形狀。
為得到較穩(wěn)定的蒸發(fā)速率和較好的蒸發(fā)特性，在鍍膜過程中要盡量 使束斑在蒸發(fā)材料表面的每一點(diǎn)都具有相同的能量密度，或者在同樣時(shí) 間內(nèi)蒸發(fā)相同質(zhì)量的材料；在鍍膜過程中，材料表面要盡量保持平整， 盡量減少蒸發(fā)云的不穩(wěn)定。這就要求在鍍膜過程中，電子束偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的 束斑需要進(jìn)行不停的移動(dòng)，電子束斑移動(dòng)的快慢取決于蒸發(fā)材料的性質(zhì)， 這樣才有可能實(shí)現(xiàn)以上要求。
用于光學(xué)鍍膜機(jī)具有電子束發(fā)射源和位于該電子束發(fā)射源上方的 圓形坩堝，該圓形坩堝的兩對(duì)邊外設(shè)有相互垂直的X方向偏轉(zhuǎn)線圈和Y 方向偏轉(zhuǎn)線圈，電子束蒸發(fā)系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩個(gè)相互垂直的X方向偏 轉(zhuǎn)線圈和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈組成。在電子束蒸發(fā)鍍膜過程中，電子束在偏 轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn)入射在圓形坩堝的鍍膜材料表面上，使鍍 膜材料蒸發(fā)并凝結(jié)在基板表面形成膜。電子束偏轉(zhuǎn)方向的改變，是依靠 改變兩個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓，從而改變磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。
傳統(tǒng)的電子束鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)主要依靠操作人員調(diào)整機(jī)械電 位器改變偏轉(zhuǎn)線圈兩端電壓來實(shí)現(xiàn)，操作的精度和穩(wěn)定性不能保證，很 難達(dá)到蒸發(fā)材料表面的平整，導(dǎo)致蒸發(fā)云不穩(wěn)定，不易于蒸發(fā)速率的控
6制。對(duì)這些機(jī)器，需要一種提高精度和穩(wěn)定性的自動(dòng)控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高電子束鍍膜質(zhì)量，使蒸發(fā)鍍膜靶材過程產(chǎn)生良好、穩(wěn)定的 蒸發(fā)云，從而在蒸發(fā)時(shí)得到較穩(wěn)定的速率，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)控制 鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的裝置和控制方法，以保證電子束偏轉(zhuǎn)后打在鍍膜 材料表面的焦斑按照用戶定義進(jìn)行移動(dòng)，使得鍍膜材料表面保持良好'的 平整度，獲得穩(wěn)定的蒸發(fā)云。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)裝置，所述的鍍膜機(jī)具有電子 束發(fā)射源和位于該電子束發(fā)射源上方的圓形坩堝，該圓形坩堝的兩對(duì)邊 外設(shè)有相互垂直的X方向偏轉(zhuǎn)線圈和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈，其特點(diǎn)在于所述 的裝置由掃描控制儀、手動(dòng)遙控器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成
所述的手動(dòng)遙控器具有第一旋轉(zhuǎn)式電阻器、第二旋轉(zhuǎn)式電阻器和記 錄數(shù)據(jù)按鈕；
所述的數(shù)據(jù)采集卡具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第 二輸出端和第三輸入端；
所述的掃描控制儀的外殼上有第一端口、第二端口、第三端口、第 四端口、手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)、第六端口、第七端口、第八端口、第九端 口、第十端口、第十一端口、第十二端口、第十三端口，所述的掃描控 制儀內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈 電壓控制電路，所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第一通道選擇器、 第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器構(gòu)成，所述的第一通道選擇器具有第 一輸入端、第二輸入端、第一通道選擇端、第一輸出端和第二輸出端； Y方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第二通道選擇器、第三運(yùn)算放大器和第 四運(yùn)算放大器構(gòu)成；所述的第二通道選擇器具有相應(yīng)的第三輸入端、第 四輸入端、第二通道選擇端、第三輸出端和第四輸出端；
上述元部件的連接關(guān)系如下
所述的數(shù)據(jù)采集卡插在所述的計(jì)算機(jī)的PCI插槽上；所述的第一通道選擇器的第一輸入端通過所述的第十三端口與所述 的手動(dòng)遙控器的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器相連，所述的第二輸入端通過所述的 第九端口與所述的數(shù)據(jù)采集卡的第一輸出端相連，所述的第一通道選擇 端與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)相連，所述的第一輸出端經(jīng)所述的第一運(yùn)
算放大器和第一端口與所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈的一端相連，該X方向偏
轉(zhuǎn)線圈的另一端與所述的第二端口相連并接地，所述的第二輸出端經(jīng)第
二運(yùn)算放大器和第八端口與所述的數(shù)據(jù)采集卡的第二輸入端相連；
所述的第二通道選擇器的第三輸入端通過所述的第十二端口與所述 的手動(dòng)遙控器的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器相連，所述的第四輸入端通過所述的 第七端口與所述的數(shù)據(jù)采集卡的第二輸出端相連，所述的第二通道選擇 端與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)相連，所述的第三輸出端經(jīng)所述的第三運(yùn) 算放大器和第三端口與所述的Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的一端相連，該Y方向偏 轉(zhuǎn)線圈的另一端與所述的第四端口相連并接地，所述的第四輸出端經(jīng)第 四運(yùn)算放大器和第六端口與所述的數(shù)據(jù)采集卡的第三輸入端相連；
所述的手動(dòng)遙控器的記錄數(shù)據(jù)按鈕經(jīng)所述的掃描控制儀的第十一端 口和第十端口與所述的數(shù)據(jù)采集卡的第一輸入端相連。
所述的裝置控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的方法，包括如下步驟
①數(shù)據(jù)采集；
首先將手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)切換到手動(dòng)模式，調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器 上的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器，使第一通道選擇器的第一輸出端口經(jīng)過第一運(yùn) 算放大器和第一端口輸出的電壓，即調(diào)節(jié)X方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓， 同時(shí)第一通道選擇器的第二輸出端口經(jīng)第二運(yùn)算放大器第八端口和所述 的數(shù)據(jù)采集卡的第二輸入端輸入一個(gè)與X方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓相應(yīng) 的電壓信號(hào)；
調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器上的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器，使第二通道選擇器 的第一輸出端口經(jīng)過第三運(yùn)算放大器和第三端口輸出的電壓，即調(diào)節(jié)Y 方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓，同時(shí)第二通道選擇器的第四輸出端口經(jīng)第四 運(yùn)算放大器和第六端口和所述的數(shù)據(jù)采集卡的第三輸入端輸入一個(gè)與Y方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓相應(yīng)的電壓信號(hào)；
在手動(dòng)調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器上的旋轉(zhuǎn)式電阻器的同時(shí)，工作人員 通過鍍膜機(jī)的觀測(cè)窗口監(jiān)視電子束的光斑在所述的圓形坩堝中鍍膜材料 表面的位置，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)式電阻器，使電子束焦斑沿所述的圓形坩堝 的內(nèi)壁移動(dòng)一周，電子束光斑每移動(dòng)一次，按壓所述的手動(dòng)遙控器上的 記錄數(shù)據(jù)按鈕令所述的數(shù)據(jù)采集卡同時(shí)采集X方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓 值Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈兩端的電壓Vy，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將其數(shù)字電壓 信號(hào)輸入所述的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)；
② 數(shù)據(jù)處理
計(jì)算機(jī)將所采集的X方向偏轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電壓信號(hào)Vx和Y方向偏 轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電壓信號(hào)Vy，在直角坐標(biāo)系上形成封閉的X線圈電壓-Y 線圈電壓(v-v)曲線，形成VxVy圖；以直角坐標(biāo)系的圓點(diǎn)為極點(diǎn)，將 XY坐標(biāo)圖變化為極坐標(biāo)圖，根據(jù)電子束焦斑的半徑和極坐標(biāo)的極半徑， 計(jì)算并確定從坩堝內(nèi)壁向坩堝中心的掃描圈數(shù)N和每圈的掃描半徑及相 應(yīng)的X方向偏轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電壓信號(hào)值Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電 壓信號(hào)值Vy;
③ 控制數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與調(diào)整； 用戶根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行控制數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與調(diào)整 根據(jù)鍍膜材料的不同，選擇恰當(dāng)?shù)碾娮邮鬟M(jìn)行蒸發(fā)；根據(jù)坩堝內(nèi)
鍍膜材料表面的變化的深度，設(shè)置Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電壓信號(hào)值 Vy修訂量AVy，使電子束的焦斑在鍍膜材料表面移動(dòng)；選擇掃描圈數(shù)，
即選擇在坩堝表面掃描的圈數(shù)；設(shè)置掃描頻率，即選擇掃描坩堝表面一 圈所用的時(shí)間，形成用戶控制數(shù)據(jù)文件；
④ 運(yùn)行將所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)切換到自動(dòng)模式，計(jì)算機(jī)根據(jù) 所述的用戶控制數(shù)據(jù)文件和相應(yīng)的控制程序，通過所述的數(shù)據(jù)采集卡經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換后，不斷地自動(dòng)地通過所述的掃描控制儀實(shí)時(shí)地將所需的電壓 加到所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的兩端，使電子束的焦斑 始終在所述的圓形坩堝的鍍膜材料的表面移動(dòng)，進(jìn)行鍍膜材料蒸發(fā)；⑤調(diào)整用戶在計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)電子束偏轉(zhuǎn)停止控制后，可以改 變掃描圈數(shù)、掃描頻率、修訂量AVy，在并在新一次控制開始后，計(jì)算
機(jī)將根據(jù)新的參數(shù)對(duì)電子束的偏轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。 本發(fā)明的技術(shù)效果是
1. 本發(fā)明所使用的裝置和方法具有通用性，對(duì)于不同的電子槍設(shè)備， 均可以利用本裝置和方法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)電子束的偏轉(zhuǎn)；
2. 本發(fā)明所使用的方法，分為三個(gè)步驟數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控 制數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與調(diào)整，每個(gè)步驟都是具有獨(dú)立功能的模塊，都可以獨(dú)立運(yùn) 行。數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與調(diào)整可以單獨(dú)運(yùn)行，對(duì)同一 臺(tái)電子槍設(shè)備，只需進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理過程后，用戶可以通 過控制數(shù)據(jù)的調(diào)整，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制；
3. 在用戶定義控制數(shù)據(jù)完成后，數(shù)據(jù)被保護(hù)，在計(jì)算機(jī)控制電子束 偏轉(zhuǎn)的過程中不能被改動(dòng)，增加了控制過程的穩(wěn)定性；
4. 計(jì)算機(jī)控制過程中可以隨時(shí)被用戶打斷，進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的修改或 調(diào)整，調(diào)整后，計(jì)算機(jī)控制在新的控制數(shù)據(jù)的控制下進(jìn)行。
5. 由于電子槍蒸發(fā)的特性，當(dāng)蒸發(fā)材料在坩堝中的高度不同時(shí)，在 相同磁場(chǎng)作用下，電子束偏轉(zhuǎn)到蒸發(fā)材料上的焦斑在蒸發(fā)材料表面的位 置不同，本發(fā)明設(shè)置Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的數(shù)字電壓信號(hào)值Vy修訂量AVy ，
能夠在計(jì)算機(jī)控制過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)焦斑位置，使電子束的焦斑始終在所 述的鍍膜材料的表面上掃描，達(dá)到最大的覆蓋率和蒸發(fā)效率；
6. 計(jì)算機(jī)控制電子束偏轉(zhuǎn)后在蒸發(fā)材料表面生成的焦斑在蒸發(fā)材料 表面的移動(dòng)速度可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，不需要停止控制過程。
7. 利用本發(fā)明可以代替人工掃描，消除人為因素造成的穩(wěn)定性問題。
8. 計(jì)算機(jī)程序提供良好的人機(jī)交換界面，易操作。


圖1是本發(fā)明計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的裝置結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是圖1中電子束發(fā)射源、圓形坩堝、X方向偏轉(zhuǎn)線圈和Y方向式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
先請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1是本發(fā)明計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏 轉(zhuǎn)的裝置結(jié)構(gòu)框圖，圖2是圖1中電子束發(fā)射源、圓形坩堝、X方向偏 轉(zhuǎn)線圈和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈的相互位置關(guān)系A(chǔ)向側(cè)視圖。由圖可見，本發(fā) 明計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)裝置，所述的鍍膜機(jī)具有電子束發(fā)射 源4和位于該電子束發(fā)射源4上方的圓形坩堝3，該圓形坩堝3的兩對(duì) 邊外設(shè)有相互垂直的X方向偏轉(zhuǎn)線圈1和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2，其特點(diǎn)在 于所述的裝置由掃描控制儀5、手動(dòng)遙控器6、數(shù)據(jù)采集卡7和計(jì)算機(jī)8 組成
所述的手動(dòng)遙控器6具有第一旋轉(zhuǎn)式電阻器61、第二旋轉(zhuǎn)式電阻器 62和記錄數(shù)據(jù)按鈕63;
所述的數(shù)據(jù)采集卡7具有第一輸入端71、第二輸入端72、第一輸出 端73、第二輸出端74和第三輸入端75;
所述的掃描控制儀5的外殼上有第一端口 521、第二端口 522、第三 端口 523、第四端口 524、手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)525、第六端口 526、第七 端口 527、第八端口 528、第九端口 529、第十端口 530、第H^—端口 531、 第十二端口 532、第十三端口 533，所述的掃描控制儀5內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)相同 的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路，所述 的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第一通道選擇器50、第一運(yùn)算放大器 52和第二運(yùn)算放大器53構(gòu)成，所述的第一通道選擇器50具有第一輸入 端501、第二輸入端502、第一通道選擇端503、第一輸出端504和第二 輸出端505; Y方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第二通道選擇器51、第三 運(yùn)算放大器54和第四運(yùn)算放大器55構(gòu)成；所述的第二通道選擇器51 具有相應(yīng)的第三輸入端511、第四輸入端512、第二通道選擇端513、第 三輸出端514和第四輸出端515;
上述元部件的連接關(guān)系如下所述的數(shù)據(jù)采集卡7插在所述的計(jì)算機(jī)8的PCI插槽上； 所述的第一通道選擇器50的第一輸入端501通過所述的第十三端口 533與所述的手動(dòng)遙控器6的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器61相連，所述的第二輸 入端502通過所述的第九端口 529與所述的數(shù)據(jù)采集卡7的第一輸出端 72相連，所述的第一通道選擇端503與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)525 相連，所述的第一輸出端504經(jīng)所述的第一運(yùn)算放大器52和第一端口 521與所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈1的一端相連，該X方向偏轉(zhuǎn)線圈1的另 一端與所述的第二端口 522相連并接地，所述的第二輸出端505經(jīng)第二 運(yùn)算放大器53和第八端口 528與所述的數(shù)據(jù)釆集卡7的第二輸入端73 相連；
所述的第二通道選擇器51的第三輸入端511通過所述的第十二端口 532與所述的手動(dòng)遙控器6的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器62相連，所述的第四輸 入端512通過所述的第七端口 527與所述的數(shù)據(jù)采集卡7的第二輸出端 74相連，所述的第二通道選擇端513與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)525 相連，所述的第三輸出端514經(jīng)所述的第三運(yùn)算放大器54和第三端口 523與所述的Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2的一端相連，該Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2的另 一端與所述的第四端口 524相連并接地，所述的第四輸出端515經(jīng)第四 運(yùn)算放大器55和第六端口 526與所述的數(shù)據(jù)采集卡7的第三輸入端75 相連；
'所述的手動(dòng)遙控器6的記錄數(shù)據(jù)按鈕63經(jīng)所述的掃描控制儀5的第 十一端口 531和第十端口 530與所述的數(shù)據(jù)采集卡7的第一輸入端71 相連。
利用上述的裝置控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的方法，包括如下步驟 ①數(shù)據(jù)采集；
首先將手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)525切換到手動(dòng)模式，調(diào)節(jié)所述的手動(dòng) 遙控器6上的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器61，使第一通道選擇器50的第一輸出 端口 504經(jīng)過第一運(yùn)算放大器52和第一端口 521輸出的電壓，即調(diào)節(jié)X方向偏轉(zhuǎn)線圈1兩端的電壓，同時(shí)第一通道選擇器50的第二輸出端 口 505經(jīng)第二運(yùn)算放大器53第八端口 528和所述的數(shù)據(jù)采集卡7的第 二輸入端73輸入一 個(gè)與X方向偏轉(zhuǎn)線圈1兩端的電壓相應(yīng)的電壓信號(hào)；
調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器6上的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器62，使第二通道 選擇器51的第一輸出端口 514經(jīng)過第三運(yùn)算放大器54和第三端口 523 輸出的電壓，即調(diào)節(jié)Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2兩端的電壓，同時(shí)第二通道選 擇器51的第四輸出端口 515經(jīng)第四運(yùn)算放大器55和第六端口 526和所 述的數(shù)據(jù)采集卡7的第三輸入端75輸入一個(gè)與Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2兩端 的電壓相應(yīng)的電壓信號(hào)；
在手動(dòng)調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器6上的旋轉(zhuǎn)式電阻器的同時(shí)，工作人 員通過鍍膜機(jī)的觀測(cè)窗口監(jiān)視電子束的光斑在所述的圓形坩堝3中鍍 膜材料表面的位置，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)式電阻器，使電子束焦斑沿所述的圓 形坩堝3的內(nèi)壁移動(dòng)一周，電子束焦斑每移動(dòng)一次，按壓所述的手動(dòng)遙 控器6上的記錄數(shù)據(jù)按鈕63,令所述的數(shù)據(jù)采集卡7同時(shí)采集X方向 偏轉(zhuǎn)線圈l兩端的電壓值Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2兩端的電壓Vy，并 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將其數(shù)字電壓信號(hào)輸入所述的計(jì)算機(jī)8中存儲(chǔ)；
②數(shù)據(jù)處理
計(jì)算機(jī)8將所采集的X方向偏轉(zhuǎn)線圈1的數(shù)字電壓信號(hào)Vx和Y 方向偏轉(zhuǎn)線圈2的數(shù)字電壓信號(hào)Vy，在直角坐標(biāo)系上形成封閉的X線 圈電壓-Y線圈電壓(v-v)曲線，形成VxVy圖；以直角坐標(biāo)系的圓點(diǎn) 為極點(diǎn)，將XY坐標(biāo)圖變化為極坐標(biāo)圖，根據(jù)電子束焦斑的半徑和極坐 標(biāo)的極半徑，計(jì)算并確定從坩堝內(nèi)壁向坩堝中心的掃描圈數(shù)N和每圈的掃描半徑及相應(yīng)的X方向偏轉(zhuǎn)線圈1的數(shù)字電壓信號(hào)值Vx和Y方
向偏轉(zhuǎn)線圈2的數(shù)字電壓信號(hào)值Vy; ③控制數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與調(diào)整；
用戶根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整
根據(jù)鍍膜材料的不同，選擇恰當(dāng)?shù)碾娮邮鬟M(jìn)行蒸發(fā)；根據(jù)坩堝內(nèi) 鍍膜材料表面的變化的深度，設(shè)置Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2的數(shù)字電壓信號(hào)值 Vy修訂量AVy，使電子束的焦斑在鍍膜材料表面移動(dòng)；選擇掃描圈數(shù)，
即選擇在坩堝表面掃描的圈數(shù)；設(shè)置掃描頻率，即選擇掃描坩堝表面一 圈所用的時(shí)間，形成用戶控制數(shù)據(jù)文件；
運(yùn)行將所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)525切換到自動(dòng)模式，計(jì)算 機(jī)8根據(jù)所述的用戶控制數(shù)據(jù)文件和相應(yīng)的控制程序，通過所述的數(shù)據(jù) 采集卡7經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，不斷地自動(dòng)地通過所述的掃描控制儀5實(shí)時(shí)地 將所需的電壓加到所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈1和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈2的兩端， 使電子束的焦斑始終在所述的圓形坩堝3的鍍膜材料的表面移動(dòng)，進(jìn)行 鍍膜材料蒸發(fā)；
⑤調(diào)整用戶在計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)電子束偏轉(zhuǎn)停止控制后，可以改 變掃描圈數(shù)、掃描頻率、修訂量AVy，在并在新一次控制開始后，計(jì)算
機(jī)將根據(jù)新的參數(shù)對(duì)電子束的偏轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)裝置，所述的鍍膜機(jī)具有電子束發(fā)射源(4)和位于該電子束發(fā)射源(4)上方的圓形坩堝(3)，該圓形坩堝(3)的兩對(duì)邊外設(shè)有相互垂直的X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)，其特征在于所述的裝置由掃描控制儀(5)、手動(dòng)遙控器(6)、數(shù)據(jù)采集卡(7)和計(jì)算機(jī)(8)組成所述的手動(dòng)遙控器(6)具有第一旋轉(zhuǎn)式電阻器(61)、第二旋轉(zhuǎn)式電阻器(62)和記錄數(shù)據(jù)按鈕(63)；所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)具有第一輸入端(71)、第二輸入端(72)、第一輸出端(73)、第二輸出端(74)和第三輸入端(75)；所述的掃描控制儀(5)的外殼上有第一端口(521)、第二端口(522)、第三端口(523)、第四端口(524)、手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)(525)、第六端口(526)、第七端口(527)、第八端口(528)、第九端口(529)、第十端口(530)、第十一端口(531)、第十二端口(532)、第十三端口(533)，所述的掃描控制儀(5)內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路，所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第一通道選擇器(50)、第一運(yùn)算放大器(52)和第二運(yùn)算放大器(53)構(gòu)成，所述的第一通道選擇器(50)具有第一輸入端(501)、第二輸入端(502)、第一通道選擇端(503)、第一輸出端(504)和第二輸出端(505)；Y方向偏轉(zhuǎn)線圈電壓控制電路由第二通道選擇器(51)、第三運(yùn)算放大器(54)和第四運(yùn)算放大器(55)構(gòu)成；所述的第二通道選擇器(51)具有相應(yīng)的第三輸入端(511)、第四輸入端(512)、第二通道選擇端(513)、第三輸出端(514)和第四輸出端(515)；上述元部件的連接關(guān)系如下所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)插在所述的計(jì)算機(jī)(8)的PCI插槽上；所述的第一通道選擇器(50)的第一輸入端(501)通過所述的第十三端口(533)與所述的手動(dòng)遙控器(6)的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器(61)相連，所述的第二輸入端(502)通過所述的第九端口(529)與所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第一輸出端(72)相連，所述的第一通道選擇端(503)與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)(525)相連，所述的第一輸出端(504)經(jīng)所述的第一運(yùn)算放大器(52)和第一端口(521)與所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)的一端相連，該X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)的另一端與所述的第二端口(522)相連并接地，所述的第二輸出端(505)經(jīng)第二運(yùn)算放大器(53)和第八端口(528)與所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第二輸入端(73)相連；所述的第二通道選擇器(51)的第三輸入端(511)通過所述的第十二端口(532)與所述的手動(dòng)遙控器(6)的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器(62)相連，所述的第四輸入端(512)通過所述的第七端口(527)與所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第二輸出端(74)相連，所述的第二通道選擇端(513)與所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)(525)相連，所述的第三輸出端(514)經(jīng)所述的第三運(yùn)算放大器(54)和第三端口(523)與所述的Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的一端相連，該Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的另一端與所述的第四端口(524)相連并接地，所述的第四輸出端(515)經(jīng)第四運(yùn)算放大器(55)和第六端口(526)與所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第三輸入端(75)相連；所述的手動(dòng)遙控器(6)的記錄數(shù)據(jù)按鈕(63)經(jīng)所述的掃描控制儀(5)的第十一端口(531)和第十端口(530)與所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第一輸入端(71)相連。
2、利用權(quán)利要求1所述的裝置控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的方法，包 括如下步驟①數(shù)據(jù)采集；首先將手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)(525)切換到手動(dòng)模式，調(diào)節(jié)所述的手 動(dòng)遙控器(6)上的第一旋轉(zhuǎn)式電阻器(61)，改變第一通道選擇器(50) 的第一輸出端口 (504)經(jīng)過第一運(yùn)算放大器(52)和第一端口 (521) 輸出的電壓，即調(diào)節(jié)X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)兩端的電壓，同時(shí)第一通道選擇器(50)的第二輸出端口 (505)經(jīng)第二運(yùn)算放大器(53)、第八端 口 (528)和所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第二輸入端(73)輸入一個(gè)與X 方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)兩端的電壓相應(yīng)的電壓信號(hào)；調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器(6)上的第二旋轉(zhuǎn)式電阻器(62)，使第二 通道選擇器(51)的第一輸出端口 (514)經(jīng)過第三運(yùn)算放大器(54) 和第三端口 (523)輸出的電壓，即調(diào)節(jié)Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)兩端的 電壓，同時(shí)第二通道選擇器(51)的第四輸出端口 (515)經(jīng)第四運(yùn)算 放大器(55)、第六端口 (526)和所述的數(shù)據(jù)采集卡(7)的第三輸入 端(75)輸入一個(gè)與Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)兩端的電壓相應(yīng)的電壓信號(hào)；在手動(dòng)調(diào)節(jié)所述的手動(dòng)遙控器(6)上的旋轉(zhuǎn)式電阻器的同時(shí)，工 作人員通過鍍膜機(jī)的觀測(cè)窗口監(jiān)視電子束的光斑在所述的圓形坩堝(3) 中鍍膜材料表面的位置，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)式電阻器，使電子束焦斑沿所述 的圓形坩堝(3)的內(nèi)壁移動(dòng)一周，電子束焦斑每移動(dòng)一次，按壓所述 的手動(dòng)遙控器(6)上的記錄數(shù)據(jù)按鈕(63)令所述的數(shù)據(jù)采集卡(7) 同時(shí)采集X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)兩端的電壓值Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2) 兩端的電壓力，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將其數(shù)字電壓信號(hào)輸入所述的計(jì)算機(jī) (8)中存儲(chǔ)；②數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)(8)將所采集的X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)的數(shù)字電壓信號(hào)Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的數(shù)字電壓信號(hào)vy，在直角坐標(biāo)系上形成封閉的X線圈電壓-Y線圈電壓(v-v)曲線，形成VxVy圖；以直角坐標(biāo)系 的圓點(diǎn)為極點(diǎn)，將XY坐標(biāo)圖變化為極坐標(biāo)圖，根據(jù)電子束焦斑的半徑和極坐標(biāo)的極半徑，計(jì)算并確定從坩堝內(nèi)壁向坩堝中心的掃描圈數(shù)N 和每圈的掃描半徑及相應(yīng)的X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)的數(shù)字電壓信號(hào)值 Vx和Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的數(shù)字電壓信號(hào)值Vy;③ 控制數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與調(diào)整 用戶根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整根據(jù)鍍膜材料的不同，選擇恰當(dāng)?shù)碾娮邮鬟M(jìn)行蒸發(fā)；根據(jù)坩堝內(nèi) 鍍膜材料表面的變化的深度，設(shè)置Y方向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的數(shù)字電壓信號(hào)值Vy修訂量A、，使電子束的焦斑在鍍膜材料表面移動(dòng)；選擇掃描 圈數(shù)，即選擇在坩堝表面掃描的圈數(shù)；設(shè)置掃描頻率，即選擇掃描坩堝 表面一圈所用的時(shí)間，形成用戶控制數(shù)據(jù)文件；④ 運(yùn)行將所述的手動(dòng)/自動(dòng)模式開關(guān)(525)切換到自動(dòng)模式，計(jì) 算機(jī)(8)根據(jù)所述的用戶控制數(shù)據(jù)文件和相應(yīng)的控制程序，通過所述 的數(shù)據(jù)采集卡(7)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，不斷地自動(dòng)地通過所述的掃描控制 儀(5)實(shí)時(shí)地將所需的電壓加到所述的X方向偏轉(zhuǎn)線圈(1)和Y方 向偏轉(zhuǎn)線圈(2)的兩端，使電子束的焦斑始終在所述的圓形坩堝(3) 的鍍膜材料的表面移動(dòng)，進(jìn)行鍍膜材料蒸發(fā)；⑤ 調(diào)整用戶在計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)電子束偏轉(zhuǎn)停止控制后，可以改 變掃描圈數(shù)、掃描頻率、修訂量AVy，在并在新一次控制開始后，計(jì)算機(jī)將根據(jù)新的參數(shù)對(duì)電子束的偏轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)電子束偏轉(zhuǎn)的裝置及控制方法，所述的計(jì)算機(jī)控制鍍膜機(jī)的電子束偏轉(zhuǎn)的裝置，由掃描控制儀、手動(dòng)遙控器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成。本發(fā)明對(duì)電子束偏轉(zhuǎn)的控制精度高、可靠性高，對(duì)于不同的電子槍設(shè)備具有普遍適應(yīng)性。每臺(tái)電子槍設(shè)備，只需進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理過程后，用戶可以通過控制數(shù)據(jù)的調(diào)整，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制。
文檔編號(hào)C23C14/30GK101619440SQ20091005555
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者葵 易, 寧 王, 郭世海 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所