專利名稱：濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)、探針及鍍ito膜的pet板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光機(jī)電一體化的真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，其主要應(yīng)用于真空等離子表面處理行業(yè)，具體涉及濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)、用于濺射靶表面含氧量控制的等離子探針、鍍ITO膜的PET板制造方法。
背景技術(shù)：
采用濺射技術(shù)鍍ITO膜就是在真空室內(nèi)將基片置于基片架上，真空室抽成高真空，然后充入氬氣和氧氣，采用真空濺射技術(shù)，將氧化銦錫靶材濺出，在PET基片上形成膜。 膜層含氧量的不同會(huì)對(duì)ITO膜的性能產(chǎn)生重大影響，如方塊電阻、透光率。目前，國(guó)內(nèi)乃至韓國(guó)的ITO鍍膜設(shè)備都沒有自動(dòng)控制的充氧系統(tǒng)，但在等離子氣氛中，含氧量一升高，靶表面的中毒程度加劇，使靶的二次電子發(fā)射數(shù)量減少，氣氛中含氧量又增加，這樣便形成了惡性循環(huán)。因此，必須調(diào)整氧流量計(jì)來減少充氧量，但是，由于氧的含量減少，形成的膜含氧量變化很大，所以鍍出的ITO膜透光率不夠，銦、錫含量高，阻抗就小，達(dá)不到技術(shù)要求。上述無論在理論上還是在實(shí)踐中都是個(gè)難點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的ITO膜的性能指標(biāo)最好的為方塊電阻為200歐、透光率為85%，但還達(dá)不到PET觸摸屏的要求。同樣，在金屬表面處理領(lǐng)域，采用磁控濺射鍍氧化鈦彩色膜， 由于鈦靶表面的含氧量控制技術(shù)沒有解決，目前國(guó)內(nèi)鍍出的藍(lán)色膜都帶有七彩，從而做不出高檔產(chǎn)品。在美國(guó)、日本等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，制造的真空鍍膜機(jī)，可能采取了一些較為特殊且復(fù)雜的技術(shù)手段來解決此問題，但其設(shè)備之昂貴，動(dòng)則數(shù)千萬人民幣，使國(guó)內(nèi)廠家無法承受。 因此，有必要研發(fā)一種濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)來解決上述問題，以提高我國(guó)國(guó)內(nèi)高水平的真空鍍膜技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)在本領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)，其能夠?qū)Τ溲趿窟M(jìn)行自動(dòng)控制，控制氧氣流量的大小，使濺射成膜的含氧量穩(wěn)定，其特別適用于含氧量高的ITO膜的鍍制；此外，其成本低。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)，其包括鍍ITO膜真空室、濺射靶、探針、信號(hào)處理器、氧氣流量計(jì)、氧氣源，鍍ITO膜真空室內(nèi)置濺射靶、探針，探針采用表面鍍鉬的鎢絲，探針置于靠近濺射靶處，其通過導(dǎo)線引出至處于鍍ITO膜真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與鍍ITO 膜真空室、氧氣源連通，氧氣源通過氧氣流量計(jì)與鍍ITO膜真空室連通。本發(fā)明還公開了用于濺射靶表面含氧量控制的探針，其采用表面鍍鉬的鎢絲。優(yōu)選的，鎢絲直徑為0. 1-0. 3毫米。本發(fā)明還公開了鍍ITO膜的PET板制造方法，按如下步驟進(jìn)行
一、經(jīng)硬化過的PET板裝于基架，進(jìn)入第一真空室，第一真空室抽真空并加熱；二、進(jìn)入第二真空室鍍過渡層，第二真空室抽真空，充氧氣及惰性氣體，并對(duì)PET 板濺射二氧化硅；三、進(jìn)入第三真空室鍍ITO膜，第三真空室內(nèi)置濺射靶、探針，探針采用表面鍍鉬的鎢絲，探針置于靠近濺射靶處，其通過導(dǎo)線引出至處于第三真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與第三真空室、氧氣源連通，氧氣源通過氧氣流量計(jì)與第三真空室連通；設(shè)定作為控制氧氣流量的電流及電壓基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第三真空室抽真空，充氧氣及惰性氣體，通過信號(hào)處理器控制而鍍ITO膜；四、進(jìn)入第四真空室冷卻；五、出爐。優(yōu)選的，第二步的惰性氣體為氬氣，第三步的惰性氣體為氬氣。本發(fā)明濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)能夠?qū)Τ溲趿窟M(jìn)行自動(dòng)控制，控制氧氣流量的大小，使濺射成膜的含氧量穩(wěn)定，其特別適用于含氧量高的ITO膜的鍍制；此外，其成本低，能為國(guó)內(nèi)廠家所承受。


圖1是本發(fā)明探針的原理圖。圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖。圖3是PID控制電路原理圖。圖4是鍍ITO膜的PET板一個(gè)具體實(shí)施例的制造流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說明。探針采用直徑為0. 2毫米的鍍鉬鎢絲制成，它具有抗氧化性，探針與氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而能長(zhǎng)期在氧化性的氣氛中工作。采用低溫等離子體，探針表面沒有熱電子和次級(jí)電子的發(fā)射。如圖1所示，在給定偏置直流電壓下，于真空室中，探針周圍的等離子不同，微安表和電壓表就會(huì)有不同的數(shù)值。如圖2所示，鍍ITO膜真空室1內(nèi)置濺射靶2、基片3、探針5，濺射靶2正對(duì)基片 3，探針5放置于近靶處，其通過絕緣及屏蔽的導(dǎo)線引出至真空室之外的信號(hào)處理器6，信號(hào)處理器6再把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)7，氧氣流量計(jì)7分別與真空室1、氧氣源4連通， 氧氣源4通過氧氣流量計(jì)7與真空室1連通。氧氣流量計(jì)可以采用北京產(chǎn)的D07-7A型質(zhì)
量流量計(jì)。等離子探針用于監(jiān)控靶材表面氧化程度，經(jīng)信號(hào)處理器處理，信號(hào)處理器根據(jù)工藝要求設(shè)定的參數(shù)對(duì)探針的信號(hào)進(jìn)行處理，后將控制信號(hào)傳給氧氣流量計(jì)，控制氧氣流量的大小，使濺射成膜的含氧量穩(wěn)定可靠，其特別適用于含氧量高的ITO膜的鍍制。如圖3所示，給定I-V數(shù)據(jù)，通過探針獲取數(shù)據(jù)并得出濃度數(shù)據(jù)，給定值與反饋值的差異變化反饋給控制器，通過控制器控制流量計(jì)的開度。將診斷探針伸入到靶附近(等離子體內(nèi)部)，通過改變探針的偏置電壓得到相應(yīng)的電流，從而得到伏安特性曲線，由曲線得到等離子體溫度、密度等參數(shù)。被測(cè)空間電中性的等離子體空間，電子密度和離子濃度Iii相等，電子與離子的速度滿足麥克斯韋速度分布。探針周圍形成的空間電荷鞘層厚度比探針面積的線度小，這樣可忽略邊緣效應(yīng)，近似認(rèn)為鞘層和探針的面積相等。濺射時(shí)，使用的真空度為KT1帕，電子和正離子的平均自由程比鞘層厚度大，這樣可忽略鞘層中粒子碰撞引起的彈性散射、粒子激發(fā)和電離。由I-V曲線可以得出等離子濃度。采用NI的6221型數(shù)據(jù)采集，由Labview軟件控制，給出激勵(lì)信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)電路放大加載到探針上，再通過有數(shù)據(jù)采集卡反饋信號(hào)(I-V)，再由Labview軟件根據(jù)探針的基本原理數(shù)據(jù)，得出等離子濃度的數(shù)值，并給出一個(gè)電壓信號(hào)；通過這個(gè)電壓信號(hào)給流量計(jì)，流量計(jì)就按設(shè)定的值進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果濃度變大，氧流量就減少，如果濃度變小，氧流量就變大。這樣便使氧的離子濃度基本上不變。參見圖4，通過一具體例子對(duì)本發(fā)明鍍ITO膜的PET板制造方法作詳細(xì)說明一、將硬化過的PET板裝上基架，進(jìn)入第一個(gè)真空室，真空室抽真空至2X10_2帕，力口熱至70度。二、進(jìn)入到第二個(gè)真空室鍍過渡層，第二真空室抽真空至2X10_3帕，充氧氣至流量計(jì)讀數(shù)為15格，采用自動(dòng)壓強(qiáng)控制儀充氬氣至3ΧΚΓ1帕，射頻濺射二氧化硅20納米。三、進(jìn)入到第三個(gè)真空室鍍ITO膜，鍍ITO膜真空室內(nèi)置濺射靶、探針，濺射靶正對(duì) PET板，探針放置于近靶處，其通過絕緣及屏蔽的導(dǎo)線引出至真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器再把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與真空室、氧氣源連通，氧氣源通過氧氣流量計(jì)與真空室連通。設(shè)定I = 300微安、V = 20伏作為控制氧氣流量的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。第三真空室抽真空至2X10—3帕，充氧氣至流量計(jì)讀數(shù)為30格，采用自動(dòng)壓強(qiáng)控制儀充氬氣至3X10—1帕，開啟信號(hào)處理器，鍍ITO膜200納米。四、進(jìn)入第四個(gè)真空室冷卻。五、出爐。經(jīng)檢測(cè)，其透光率為91. 01 %，方塊電阻395歐。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用于濺射靶表面含氧量控制的探針，其特征是采用表面鍍鉬的鎢絲。
2.如權(quán)利要求1所述的探針，其特征在于所述的鎢絲直徑為0.1-0. 3毫米。
3.濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)，其特征是包括鍍ITO膜真空室、濺射靶、探針、信號(hào)處理器、氧氣流量計(jì)、氧氣源，鍍ITO膜真空室內(nèi)置濺射靶、探針，探針采用表面鍍鉬的鎢絲，探針置于靠近濺射靶處，其通過導(dǎo)線引出至處于鍍ITO膜真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與鍍ITO膜真空室、氧氣源連通， 氧氣源通過氧氣流量計(jì)與鍍ITO膜真空室連通。
4.鍍ITO膜的PET板制造方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行一、經(jīng)硬化過的PET板裝于基架，進(jìn)入第一真空室，第一真空室抽真空并加熱；二、進(jìn)入第二真空室鍍過渡層，第二真空室抽真空，充氧氣及惰性氣體，并對(duì)PET板濺射二氧化硅；三、進(jìn)入第三真空室鍍ITO膜，第三真空室內(nèi)置濺射靶、探針，探針采用表面鍍鉬的鎢絲，探針置于靠近濺射靶處，其通過導(dǎo)線引出至處于第三真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與第三真空室、氧氣源連通，氧氣源通過氧氣流量計(jì)與第三真空室連通；設(shè)定作為控制氧氣流量的電流及電壓基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第三真空室抽真空，充氧氣及惰性氣體，通過信號(hào)處理器控制而鍍ITO膜；四、進(jìn)入第四真空室冷卻；五、出爐。
5.如權(quán)利要求4所述鍍ITO膜的PET板制造方法，其特征是所述第二步的惰性氣體為氬氣，所述第三步的惰性氣體為氬氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)、探針及鍍ITO膜的PET板制造方法。濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)包括鍍ITO膜真空室、濺射靶、探針、信號(hào)處理器、氧氣流量計(jì)、氧氣源，鍍ITO膜真空室內(nèi)置濺射靶、探針，探針采用表面鍍鉑的鎢絲，探針置于靠近濺射靶處，其通過導(dǎo)線引出至處于鍍ITO膜真空室之外的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器把控制信號(hào)傳輸至氧氣流量計(jì)，氧氣流量計(jì)分別與鍍ITO膜真空室、氧氣源連通，氧氣源通過氧氣流量計(jì)與鍍ITO膜真空室連通。本發(fā)明濺射靶表面含氧量的控制系統(tǒng)能夠?qū)Τ溲趿窟M(jìn)行自動(dòng)控制，控制氧氣流量的大小，使濺射成膜的含氧量穩(wěn)定，特別適用于含氧量高的ITO膜的鍍制。
文檔編號(hào)C23C14/54GK102485947SQ20101057433
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者常亞平, 徐鶴霖, 金秀男 申請(qǐng)人:杭州韓世通信電子有限公司