Тингтинг Z
6 нояб. 2024 г.
В современном промышленном производстве тонкопленочная технология широко используется в полупроводниках, оптических устройствах, декоративных покрытиях и других областях. Толщина тонкой пленки напрямую влияет на производительность и качество продукта. Поэтому мониторинг толщины пленки в режиме реального времени в процессе нанесения покрытия имеет решающее значение. Инженеры отдела исследований и разработок VPI расскажут, почему оборудование для нанесения покрытий должно быть оснащено монитором толщины пленки, и объяснят принцип его работы, уделив особое внимание применению высоковакуумной магнетронной распылительной машины 650MH и машины для подготовки образцов 900M.
Зачем нужен монитор толщины пленки
Точный контроль толщины тонкой пленки является ключевым фактором в обеспечении производительности продукта. Слишком толстый или слишком тонкий слой пленки может привести к нестабильности производительности продукта, влияя на ключевые показатели, такие как проводимость, оптические свойства или механическая прочность. Мониторинг толщины пленки в реальном времени может предотвратить чрезмерное осаждение, экономя материальные и временные затраты. Он также позволяет своевременно корректировать параметры процесса, чтобы избежать переделок или отходов, вызванных отклонениями толщины пленки. Различные приложения предъявляют строгие требования к толщине пленки; точный контроль может удовлетворить потребности различных сложных процессов и повысить конкурентоспособность продукта.
Принцип работы измерителя толщины пленки
Микровесы с кварцевым кристаллом (QCM)
Кварцевые микровесы являются одним из наиболее часто используемых измерителей толщины пленки. Принцип их работы основан на пьезоэлектрическом эффекте и изменении резонансной частоты кристаллов кварца.
Пьезоэлектрический эффект
Кварцевый кристалл — пьезоэлектрический материал с упорядоченным расположением внутренних атомных структур. При приложении к нему механической силы он вызывает неравномерное распределение электрических зарядов, генерируя электрический сигнал. И наоборот, приложение электрического поля вызывает механическую деформацию, заставляя его вибрировать.
Связь между изменением частоты и массой
При нанесении покрытия на поверхность кварцевого кристалла масса кристалла увеличивается, что приводит к уменьшению его резонансной частоты. Согласно уравнению Зауэрбрея, изменение частоты пропорционально нанесенной массе. Измеряя изменение частоты, можно точно рассчитать толщину пленки.
Компоненты QCM
- Кварцевый датчик: имеет определенную частоту, сопротивление и материалы электродов.
- Головка датчика: стабилизирует температуру кристалла, обеспечивая стабильную среду измерения.
- Электронный монитор или контроллер: обеспечивает подачу переменного тока для вибрации кристалла, отслеживает изменения частоты в режиме реального времени и рассчитывает толщину пленки.
Выбор материалов электродов
Электроды из кварцевого кристалла обычно изготавливаются из золота или серебра. Золотые электроды подходят для общих процессов испарения или распыления, в то время как серебряные электроды лучше работают при осаждении с высоким током (например, испарение углеродного стержня) из-за их лучшей проводимости, что позволяет более точно отражать изменения толщины пленки.
Применение высоковакуумной установки магнетронного распыления 650MH и установки для нанесения покрытий на образцы 900M
650MH Высоковакуумная установка магнетронного напыления
- Высокоточный контроль толщины пленки: оборудован усовершенствованными мониторами толщины пленки QCM, способными достигать контроля толщины пленки на уровне нанометров в условиях высокого вакуума.
- Широкий спектр применения: подходит для областей, требующих высокой чистоты и точности, таких как полупроводники и оптические покрытия.
- Высокая стабильность: среда высокого вакуума снижает попадание примесей, улучшая качество тонкой пленки.
Машина для вакуумного напыления образцов 900M
- Экономичность и эффективность: подходит для процессов нанесения покрытий, не требующих высокого вакуума, что снижает затраты на оборудование и эксплуатацию.
- Высокая гибкость: также оснащен монитором толщины пленки, что позволяет удовлетворить потребности в контроле толщины пленки в общепромышленных применениях.
- Простота эксплуатации: идеально подходит для производственных нужд образовательных исследований, а также малых и средних предприятий.
Датчики толщины пленки играют незаменимую роль в оборудовании для нанесения покрытий, обеспечивая точный контроль толщины тонкой пленки и повышая качество продукции и эффективность производства. Кварцевые микровесы (QCM), как основная технология измерения толщины пленки, используют пьезоэлектрический эффект и принципы изменения частоты кварцевых кристаллов для обеспечения высокоточных измерений толщины пленки.
Наши высоковакуумные магнетронные распылительные машины 650MH и низковакуумные машины для нанесения покрытий 900M подходят для покрытий, требующих высокой точности и общей точности. Оба оснащены передовыми мониторами толщины пленки для удовлетворения разнообразных потребностей разных клиентов. Для получения дополнительной информации посетите наш веб-сайт или свяжитесь с нашей технической командой.