文档介绍：基于工控机和PLC的真空磁控溅射镀膜
设备控制系统设计
摘要:磁控溅射镀膜技术在薄膜制备领域广泛应用,控制系统的设计对磁控溅射镀膜设备的稳定运行有着重要的影响。本文介绍了基于嵌入式一体化工控机和PLC的真空磁控溅射镀膜设备电气自动控制系统的硬件构成、系统原理、系统功能以及设计思路及方法。并重点叙述了OMRON CJ系列PLC在控制系统中的应用。
关键词:可编程控制器;工控机;磁控溅射
Design of Electrical Control System of the Vacuum ron Sputtering Deposition
on Industry puter and PLC
Abstrack: The technology of Vacuum ron Sputtering Deposition is wide used on the field of thin film manufacture. The design of Control system is very significant to MS system. The article intends to explain the electrical automatic control system of MS equipment on Industry puter and PLC, including hardware structure, work theory, system function and the method of design. And the application of PLC to OMRON CJ1 series is described mostly in detail.
Key Words: PLC (Programmable logic Controller); Industry puter; MS (ron Sputtering);
1 系统概述
磁控溅射镀膜技术是一种目前广泛使用的沉积镀膜方法。由于其能有效地降低工作压强和工作电压, 提高溅射速率和沉积速率, 降低基片温度, 减小等离子体对膜层的破坏等优点, 特别适合于大面积镀膜生产,广泛应用到光学、材料、半导体、电子等领域。
所谓溅射是指,在相对稳定的真空状态下,在阴阳极间施加一定的电压会产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极负电位加速运动而撞击阴极靶材,将其原子等粒子溅出,溅出的粒子沉积在阳极基板上形成薄膜。
磁控溅射是以磁场来改变电子的运动方向,并束缚和延长电子的运动轨迹,从而提高了电子对工作气体的电离几率和有效地利用了电子的能量。因此,使正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。同时,受正交电磁场束缚的电子,又只能在其能量要耗尽时才沉积在基片上。这就是磁控溅射具有“低温”,“高速”两大特点的道理。
针对磁控溅射技术的以上特点,控制系统采用先进的计算机技术及自动控制理论对溅射工艺进行检测和控制,保证了设备的稳定性和可靠性。
2 系统组成及工艺流程
设备构成及相关部件
该设备主要由真空室、抽真空及测量系统、磁控溅射靶及其电源、基片架、挡屏、水冷系统、残余气体分析、加热及测量、气路控制系统、工控机控制单元等组成。其中: