大面积平面基片溅射镀膜设备加热系统分析及优化
在大面积平面基片磁控溅射镀膜过程中，基片表面温度对入射粒子在基片表面的黏附、迁移、成核和结晶等有着非常重要的影响，改善基片温度的均匀性成为高附加值薄膜制备中的一个关键问题。讨论了大面积平面基片磁控溅射镀膜设备加热系统在加热不同温度时基片的温度均匀性，从而提出了制备高质量大平面玻璃薄膜过程中加热基片的最佳工艺参数。 论文的实验方法是采用对基片和加热器的典型点测温，即利用热电偶对加热器及其对应的基片表面典型点进行测温，基片表面的五组典型点温度达到稳定时记录加热器和基片表面典型点温度数据。利用实验中加热器的设定温度，基于ANSYS有限元软件对大面积平板式磁控溅射镀膜设备的预热室和溅射室进行温度场模拟。其模拟结果与实验测量记录接近，验证了模型的正确性，可以指导实验镀膜加热器的温度设定。模拟及实验表明:当基片温度设定和加热到200℃时，温度均匀性较好。论文做了温度场模拟值与实验测量值的误差分析，指出有限元模拟前的理想假设，模拟时加热器的实际模型简化以及热电偶的测量误差造成了模拟值与实验测量值的偏离。 本文利用ANSYS软件二次开发模块并基于基片表面温度均匀性，针对大面积平面基片磁控溅射镀膜设备加热器的功率进行了优化设计，再将优化功率后所得到的加热器的温度设置到实验镀膜设备中。优化和实验结果表明:当大面积平面磁控溅射镀膜设备加热系统的基片温度被设定和加热到200℃时，基片的温度均匀性最好，此时优化后的加热器设置温度为上加热器温度234℃，中加热器温度230℃，下加热器温度233℃。实际应用表明，此设计方法方便快捷，可以代替烦琐的人工试凑办法。
磁控溅射镀膜设备;加热系统;大平面玻璃;工艺参数;温度场模拟;大平面玻璃薄膜
东北大学
硕士
化工过程机械
张以忱
2010
中文
TQ171.68
85
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）