等离子体增强化学气相沉积原理1

CVD镀膜机自动化控制1离子体增强化学气相沉积原理2等离子体增强化学气相沉积设备3等离子体增强化学气相沉积过程的气体控制4等离子体增强化学气相沉积过程控制实例CVD镀膜机自动化控制离子体增强化学气相沉积原理被控对象MFCMFCMFCMFC匹配网络RF电源朗缪尔探针可控硅温度控制器电源1234567810接真空泵9真空计反应室CCP电容耦合抽真空装置四川国投南光生产的2X-8A型旋片式真空泵真空测量计ZDZ-2K型低真空计质量流量控制器七星华创的D07-7B/ZM质量流量控制器和汇博隆的S49-33M/MT质量流量控制器，对四路气体的流量进行精密测量和控制．温度控制器日本导电的SR93PID调解器电源采用RF-500型射频电源与RF-500型射频电源匹配器。VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制启动真空泵镀膜结束准备基片开始镀膜达到真空度？打开进气阀通入工作气体Ar调定射频电源时间到？通入反应气体调定射频电源时间到？生成DLC膜关闭电源关闭真空泵关闭进气阀打开放气阀启动总电源关闭总电源NYNYNY基本镀膜工艺流程图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制主回路-机械泵、主电源系统主电源控制加热控制机械真空泵控制进气阀、放气阀和真空计控制M3~机械真空泵三相四线CBAGQFFUSB2KM1SB1KM1KM1SB4KM2SB3KM2KM2SB6KM3SB5KM3SB7SB8SB9进气阀放气阀真空计原系统电气原理图问题VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制RF-500型CVD镀膜机原电气控制系统的开关量控制是以继电器、交流接触器等电气元件为核心,采用传统的控制方法,控制逻辑用硬件实现，结构简单。原系统的缺点是:控制逻辑不能改变,不便于升级和优化,并且器件长期工作后容易失效。中间数据无法管理和存储具体工作VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,China实现CVD镀膜机分布式控制硬件部分软件部分CVD镀膜机自动化控制采用基本的两级控制结构，包括上位监控级和下位控制级，主要由工业计算机、可编程控制器、智能仪表及传感器、执行机构组成属于分布式控制硬件部分VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制分布式DCS控制系统示意图工控机电阻真空计质量流量控制器1质量流量控制器2质量流量控制器3质量流量控制器4开关量输入/输出模块设备启停PLC温度控制器COM2模拟量输入/输出模块传感执行机构COM1VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制（a）松下FP2-C1系列可编程控制器(1台)。开关量输入/输出模块实现镀膜机各设备的起停控制，相关安全和操作的连锁控制；通讯模块实现与上位工控机的通讯。（b）ADAM-4520隔离转换器（1台），ADAM-4017+模数转换模块(1个)，ADAM-4024数模转换模块(1个)。实现RS232与RS485通讯的转换；实现真空度、流量信号的读取与控制。（c）北京七星华创D07-7B/ZM型质量流量控制器(2个)，汇博隆S49-33M/MT质量流量控制器(2个)。实现对镀膜过程中加入的气体流量的控制，与ADAM-4017模数转换模块和ADAM-4024数模转换模块连接。（d）ZDZ-52智能型电阻真空计(1个)。测量镀膜室内真空度，与ADAM-4017模数转换模块连接。（e）SR93日本岛电PID调解器(1个)。用于真空室内基片温度的控制，与ADAM-4520隔离转换器连接，RS485通讯。VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制ADAM-4520隔离转换器能够将RS-232信号透明转换为RS-485信号VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制ADAM4017+为研华科技公司的新型八通道模拟输入模块VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制ADAM4024为研华科技公司的四通道模拟输出模块VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制开关量控制用PLC可编程序控制器选择松下FP2型，采用模块化设计，CPU模块为FP2-C1，具备RS232通讯端口，直接与工控机连接，其电源模块为PSA1，I/O模块为FP2-XY64D2T。改造后的PLC电气系统原理图见图3.3，主回路仍由主电源和机械泵电机构成，控制回路以PLC为主，开关电源为PLC和智能转换模块供电。工控机RS232PowerPAS1CPUFP2-C1XY64D2T开关量输出开关量输入~220V基于可编程控制器的开关量控制系统方案VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制PLC电气系统原理图加热电源放气阀进气阀机械真空泵主电源PLC电源AC-DC+24VAC-DC±15V真空计M3~机械真空泵GCBAQFFUKM1KM2KA2KA3KA4KA5KA1VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制PLC接口电路Y20Y21Y22Y23Y24数字输出模块DC24VKA1KA2KA3KA4KA5总电源加热进气放气机械泵KA6KA7KA8氩气清洗氢气清洗氮气清洗Y30Y31Y32数字输出模块KA9KA10KA11甲烷清洗氩气阀氢气阀Y33Y34Y35KA12KA13氮气阀甲烷阀Y36Y37-+KA1KA2KA3KA4KA5KM1KM2AC220VX00X01数字输入模块总电源保护COM机械泵保护VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制PLC内开关量地址的分配输入量地址输出量地址总电源开启软线圈R0总电源控制输出Y20机械泵启动软线圈R1机械泵控制输出Y21进气阀打开软线圈R2进气阀控制输出Y22放气阀打开软线圈R3放气阀控制输出Y23温控电源开启软线圈R4温控电源控制输出Y24氩气清洗软线圈R50氩气清洗控制输出Y30氢气清洗软线圈R51氢气清洗控制输出Y31氮气清洗软线圈R52氮气清洗控制输出Y32甲烷清洗软线圈R53甲烷清洗控制输出Y33氩气阀软线圈R54氩气阀控制输出Y34氢气阀软线圈R55氢气阀控制输出Y35氮气阀软线圈R56氮气阀控制输出Y36甲烷阀软线圈R57甲烷阀控制输出Y37总电源保护X00机械泵保护X01VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制温度PID控制－日本岛电表工控机SR温控表执行机构测量装置被控对象温度控制方案原理图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制真空室变压器双向可控硅移相触发器GA70V00220V地A1A2G~220V+5VCONCOM+-~18V变压器220V0018VSR937+9-111214+15-功率限制器~220V温度控制的连线图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制气体流量的控制用质量流量控制器+计算机工控机ADAM4520协议转换模块ADAM4024数模转换模块质量流量控制器ADAM4017+数模转换模块RS232RS485阀门气体入口气体质量流量控制方案VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制质量流量控制器原理图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制123456789101112131415+15V0V-15V-15V地（GND）流量检测0-+5V0电平阀控设定0-+5.00V0V接ADAM4017+接ADAM4024+15V-15V+15VCOM-15V~220VAC-DC电源图3.13D07-7B/ZM与ADAM模块连接图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制876543211514131211109信号零流量检测0-+5V外调零阀控设定0-+5.00V接ADAM4017+接ADAM4024-15V+15V+15V-15V关闭0V（E0）地（GND）COM-15V~220V+15VAC-DC电源清洗图3.14S49-33M/MT与ADAM模块连接图VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制真空度的监测真空规管测量真空环境内的真空度并将真空度转换成电信号传给真空计，真空计再将此信号转换成0~5V的标准信号并传给ADAM4017+模块，ADAM4017+以串行通信的方式将此信号传给工控机，工控机接受信号并转换成真空度值，显示并存储。工控机ADAM4520协议转换模块ADAM4017+数模转换模块RS232RS485真空计真空规管电信号0~5V标准信号图3.15真空度的测量方案VacuumandFluidEngineeringResearchCenterofNortheasternUniversity,ChinaCVD镀膜机自动化控制工控机ADAM4520电平转换模块ADAM4017+ADAM4024RS232+DATA-DATA+DATA-DATA(R)+VS(B