真空鍍膜系統(tǒng)中反應(yīng)濺射控制的分析與研究.pdf

1、真空鍍膜是有發(fā)展前景的表面涂覆應(yīng)用技術(shù)，具有一系列其他工藝不可取代的優(yōu)點(diǎn):不受鍍膜元件材料及現(xiàn)狀的影響;鍍膜厚度可控制，一般為十分之幾或百分之幾微米。因而，它被廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備、天文儀器、儀表等各行業(yè)。反應(yīng)濺射鍍膜是真空鍍膜系統(tǒng)中用來(lái)制備化合物薄膜的一種常用方法。濺射過(guò)程的控制對(duì)獲得較好質(zhì)量的薄膜尤為重要。本文主要針對(duì)反應(yīng)濺射過(guò)程的控制進(jìn)行分析和研究。
　　論文首先介紹了研究背景、目的及意義，同時(shí)介紹了幾種常用的反應(yīng)濺射的方法

2、，即直流反應(yīng)濺射、射頻反應(yīng)濺射和反應(yīng)磁控濺射。其中，反應(yīng)磁控濺射是最有發(fā)展前景的一種鍍膜方法，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域中。
　　接著分析了英國(guó)Gencoa公司的Speedflo反應(yīng)濺射控制器。這種控制器比較靈活，功能強(qiáng)大，能從沉積和等離子體過(guò)程中獲得最佳的結(jié)果。它是一個(gè)感應(yīng)反饋系統(tǒng)，監(jiān)控濺射過(guò)程的輸出，并啟動(dòng)過(guò)程的自動(dòng)輸入，從而提高濺射效率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。其工作原理是通過(guò)調(diào)整反應(yīng)氣體的輸入從而監(jiān)測(cè)和控制等離子體強(qiáng)度。S

3、peedflo的特點(diǎn)主要有:采用光譜反饋，兼容電壓反饋;采用PDF算法，而不是常規(guī)的PID算法;多路反饋信息;多通道輸入輸出。
　　在控制過(guò)程中，起關(guān)鍵作用的是控制算法。雖然該控制器具有上述優(yōu)點(diǎn)，采用了PDF控制算法，但是在控制過(guò)程中還是存在不足，尤其是在薄膜化學(xué)穩(wěn)定性方面。文中通過(guò)對(duì)反應(yīng)濺射過(guò)程進(jìn)行建模仿真，得到當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較小的波動(dòng)。這樣就影響了薄膜化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性，在要求薄膜質(zhì)量較高的場(chǎng)所達(dá)不到要求。因此，根

4、據(jù)這一不足，文中提出了改進(jìn)的控制算法，即模糊PDF控制算法。由于前向通道中只存在積分控制，所以主要針對(duì)積分運(yùn)算進(jìn)行了模糊控制的研究。其中，模糊控制主要采用自適應(yīng)模糊控制，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。運(yùn)用Matlab軟件對(duì)算法進(jìn)行仿真，得出的結(jié)論是:模糊PDF控制策略不僅能夠增強(qiáng)抗干擾性能，而且進(jìn)一步消除了系統(tǒng)的靜態(tài)誤差。這就提高了對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，使得在濺射鍍膜過(guò)程中，能獲得厚度更加均勻、化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定的化合物薄膜，提高了產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值。