[发明专利]一种用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备及方法

摘要

一种用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备及方法，所述在线实时调控设备包括气路系统、实时监控系统、中转系统；其中气路系统包括三条气路管道以及残余气体成分检测装置，三条气路均装有气体流量计及电磁阀；实时监控系统包括装料系统、下料系统、传动系统、检测系统、标记系统和定位系统；其中装料系统和下料系统采用相同结构、分别包括二自由度直角坐标型机械手，承载盒及承载台；所述的传动系统包括带有固定卡槽的链条式传送带及电机；所述的检测系统包括透光率仪和方阻测试仪；所述的方法是：将测试到的与产品以相同参数制作的载玻片样品的透光性及方阻结果反馈至PLC，利用PLC调节气路来达到调节方阻及透光性的目的。 1

主权项

1.一种用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备，包括气路系统、实时监控系统、中转系统，其特征在于：

所述的气路系统包括三条气路管道（1）以及残余气体成分检测装置（2），三条气路均装有气体流量计及电磁阀；

所述的实时监控系统包括装料系统、下料系统、传动系统、检测系统、标记系统和定位系统；其中装料系统和下料系统采用相同结构、分别包括二自由度直角坐标型机械手（3、6），承载盒（4、7）及承载台（5、8）；所述的传动系统包括带有固定卡槽（10）的链条式传送带（9）及电机（11）；所述的检测系统包括透光率仪（12）和方阻测试仪（13）。

2.根据权利要求1所述的用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备，其特征在于所述的二自由度直角坐标型机械手（3、6）为一能沿z轴方向上下移动、能沿x轴方向前后移动，且沿x轴前后移动的移动杆上装有电动手爪、能抓取承载盒（4）及固定卡槽（10）内载玻片的夹取载玻片用二自由度直角坐标型机械手；

带有固定卡槽的链条式传送带（9）中的链条固定于连接杆的中、下部，在所需装载载玻片的传送带链条固定杆的上部带有一不锈钢U型卡槽（10），U型卡槽的两个边槽分别固定于左右相邻的两根固定杆上，边槽的底部用U型底槽连接，U型底槽与放置在内的载玻片的宽度差为2mm，高度差为16mm，三条槽与放置在内的载玻片的厚度差为0.5mm，三条凹槽能使载玻片竖直，且与机械手夹取的载玻片平行。

3.根据权利要求2所述的用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备，其特征在于所述的两个承载盒（4、7）分别放置在各自的承载台（5、8）内，承载台（5、8）的高度在机械手（3、6）的z轴工作范围内；所述承载盒（4、7）的放置位置与机械手（3、6）的x轴平行且与y轴坐标一致，并在机械手（3、6）的x轴工作范围内；承载盒（4、7）内有若干个与y轴方向平行的、沿X轴均匀分布的U型卡槽，每个卡槽与放置在内的载玻片的宽度差为1.5mm，厚度差为0.5mm，高度差为16mm。

4.根据权利要求1所述的用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备，其特征在于所述透光率仪为用于检测透光率的分体式透光率仪（12），该分体式透光率仪（12）安装于真空腔体外的测试位置两侧；

所述方阻测试仪（13）用于检测方阻的探头及传输线安装于真空腔体内，利用滑竿及电机进行压下测试及断开抬起的操作，其余部件则置于真空腔体外；

所述标记系统包括用于真空环境且不对腔室、样品造成污染的喷码机（14）；

所述的定位系统包括能够如下机构及部件进行准确定位的定位装置（22），即所述二自由度直角坐标型机械手（3、6）的Z轴移动高度、X轴前后移动距离、承载盒位置、载玻片位置、传动带装片位置、传送带凹槽位置、传送带测试位置、传送带卸片位置的定位，并给予相关器件相应动作信号；

所述中转系统用于更换空的承载盒，包括：独立的真空泵组、用于更换承载盒（17、20）的二自由度直角坐标型机械手（16、19）及放置承载盒的中转台（18、21），用于人工更换空承载盒的中转腔和用于隔离中转腔使之不影响其他腔体真空的插板阀（15）；所述中转系统于装料及下料处各设置有一套。

5.根据权利要求4所述的用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控设备，其特征在于所述用于更换承载盒（17、20）的二自由度直角坐标型机械手（16、19）及放置承载盒的中转台（18、21）与实时监控系统中的装置类似，所述更换承载盒（17、20）的二自由度直角坐标型机械手（16、19）中的、沿x轴移动的移动杆与承载盒垂直，且此机械手的电动手爪用于抓取承载盒并能在中转台及承载台来回移动；

所述用于隔离中转腔使之不影响其他腔体真空的插板阀（15）用于隔离真空环境与大气环境，使腔体能维持一个磁控溅射所需的较好的真空环境，使之不受装、取承载盒时中转腔的大气环境的影响。

6.一种利用权利要求1或2或3或4或5所述在线实时调控设备用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控方法，其特征在于所述的方法是：

将测试到的与产品以相同参数制作的载玻片样品的透光性及方阻结果反馈至PLC，利用PLC调节气路来达到调节方阻及透光性的目的。

7.根据权利要求6所述的用于磁控溅射法生产透明导电薄膜的在线实时调控方法，其特征在于所述的方法具体包括如下步骤：

a）于装料中转台（18）的定位装置识别处放置一盒装满载玻片的承载盒，于装料系统承载台（5）的定位装置识别处放置两盒装满载玻片的承载盒；于下料中转台（21）的定位装置识别处放置一盒空的承载盒，于下料系统承载台（8）的定位装置识别处放置两盒空的承载盒；关闭真空腔体后抽真空；

b）真空达到生产要求后开始生产，传送带（9）上的卡槽（10）定位在装料系统承载台（18）上的装料机械手（3）正前方，装料机械手（3）夹取承载盒中的载玻片，填入传送带（9）上的卡槽（10），传送带携带载玻片与产品一起传动；

c）载玻片经过溅射区域后到达测试区域，利用透光率仪（12）及方阻仪（13）检测载玻片样品的透光率及方阻，并将结果反馈给PLC，若产品不合格，则PLC反馈给喷码机（14），喷码机于产品上喷涂相应标记；

d）PLC根据反馈的结果，若透光率低，则通入适量流量的氧气；若方阻高则通入适量流量的氢气；通入上述气体前，需用残余气体检测装置检测危险气体含量是否高于危险阀值；持续检测载玻片样品的参数；

e）载玻片经过测试区域到达下料区域，下料系统中的机械手（6）将传动带卡槽（10）内的载玻片取出，置于空承载盒（20）内；

f）当装料承载台上的两盒载玻片，其中一盒被用尽时，装料机械手会从另一盒满的承载盒内取片，装料中转台（18）的机械臂（16）则将空的承载盒（4）取走置于装料中转台（18）上，再将装料中转台（18）上满的承载盒（17）换至承载台（5），保证有一盒承载盒处于满承载状态；相应的，当下料承载台（21）上的空的承载盒（20）被装满时，下料机械手（19）会将载玻片装至另一空的承载盒，下料中转台（21）的机械手（19）会取走满的承载盒（20），再将空的承载盒换至下料承载台（21），保证有一盒承载盒处于满空载状态；

g)当装料或下料中转台上需要更换承载盒时，需将插板阀（15）关闭，并单独将中转腔破真空，方可进行承载盒的更换，更换后，及时关闭中转腔并抽真空，达到与工艺腔室相同的真空度后，方可打开插板阀（15），进行正常运行。