CN106990209A - 一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，主要由前端主体(1)，通过连接体(2)连接在前端主体(1)上的后端主体(3)，以及设置在前端主体(1)上的晶振盒组成。本发明的晶振盒在驱动装置的带动下能不断的变换位于检测孔的晶振片，使位于检测孔的晶振片的振荡频率都在基准频率范围内，有效的确保了本发明对蒸发器蒸发量检测的准确性，从而有效的确保了基片镀膜厚度的准确性、均匀度，有效的提高了基片镀膜厚度的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，具体是指一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头。
背景技术
阻蒸镀膜一般是通过加热靶材使其表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且使靶材的原子团或离子沉降在基片表面，通过成膜过程(散点－岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。而阻蒸镀膜时基片的镀膜厚度是否均匀取决于以下几个方面：(a)基片材料与靶材的晶格匹配程度；(b)基片表面温度；(c)蒸发功率、速率；(d)真空度；(e)镀膜时间、镀膜厚度大小等因素。其中，影响基片的镀膜厚度是否均匀最主要的因素是镀膜时间。目前许多科研单位为了能准确的对镀膜时间进行控制，便采用了晶振探头对靶材蒸发量进行检测，以便于对镀膜时间进行控制。
然而，现有的晶振探头多为一位式晶振探头，该一位式晶振探头在连续的对阻蒸器的靶材蒸发量进行检测时，因晶振探头内的晶振片被反复的污染而容易出现晶振频率不稳定的问题，导致晶振探头无法对靶材蒸发量进行准确的检测，致使基片的镀膜厚度不均匀，从而严重的影响了基片的镀膜质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的一位式晶振探头在连续的对蒸发器的靶材蒸发量进行检测时，因晶振探头内的晶振片被反复的污染而容易出现晶振频率不稳定的缺陷，提供一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头。
本发明的目的通过下述技术方案现实：一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，主要由前端主体，通过连接体连接在前端主体上的后端主体，以及设置在前端主体上的晶振盒组成；其特征在于，在连接体上设置有驱动电机；所述晶振盒包括承载体，设置在承载体上的检测组件，以及与检测组件相连接的信号传输组件；所述驱动电机的转轴与检测组件相连接。
所述检测组件包括设置在承载体上的晶片承接台，和设置在晶片承接台上的晶振片，所述晶片承接台与驱动电机相连接，所述晶振片的数量为2个以上；所述信号传输组件包括与晶片承接台相配合的三爪绝缘背板，设置在三爪绝缘背板上且与晶振片相配合的三爪片，以及与三爪片相连接的三爪背板；所述三爪绝缘背板通过螺栓连接在晶片承接台上。
所述驱动电机的转轴上设置有用于控制驱动电机转动角度的编码器，该驱动电机的转轴上还设置有用于调节驱动电机转速的变速器；所述驱动电机通过变速器和连接轴与晶片承接台相连接。
所述承载体上设置有贯穿其底部的检测孔；所述晶片承接台上设置有用于安装晶振片的凹槽，且该凹槽底部设置有与检测孔相对应的通孔。
所述三爪绝缘背板上设置有与晶片承接台相对应的安装槽，且该安装槽上设置有贯穿其底部的安装孔；所述三爪片设置在三爪绝缘背板的安装槽内，所述三爪背板则设置在三爪绝缘背板的安装孔内，所述三爪片通过螺钉与三爪背板相连接。
所述连接体上设置了安装口和安装支臂，所述驱动电机安装在的安装支臂上，所述变速器则安装在连接体上的安装孔内。
所述前端主体内还设置有屏蔽线，该屏蔽线的一端通过接头连接在连接体上、另一端通过接线座前端主体上；所述前端主体上还设置有与接线座电连接的弹簧探针，该弹簧探针的探针贯穿前端主体后与三爪背板相连接。
所述后端主体上设置有与接头电连接的接口；所述编码器的信号输出接口设置在后端主体的外侧；所述后端主体上设置有进水接头和出水接头。
所述前端主体的前端还设置有用于冷却晶振盒的水冷腔，该水冷腔通过水管分别与进水接头和出水接头相连接。
所述晶片承接台上设置有用于安装连接轴的轴套，该连接轴通过螺钉固定在轴套内；所述轴套外侧设置有固定三爪背板的定位销；所述三爪绝缘背板上设置有与定位销相配合的卡槽；所述前端主体外侧上还设置有用于固定前端主体的安装法兰。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的检测组件的晶片承接台在驱动电机的带动下能不断的变换位于检测孔的晶振片，使位于检测孔的晶振片的振荡频率能保持在基准频率范围内，有效的确保了本发明对蒸发器蒸发量检测的准确性，从而确保了基片镀膜厚度的准确性、均匀度，很好的提高了基片镀膜厚度的质量。
(2)本发明的在对晶振片的振荡频率相传输时采用了可自由伸缩的弹簧探针，使三爪背板与弹簧探针的接触更紧密，有效的提高了晶振片的振荡频率传输的稳定性、准确性。
(3)本发明在晶振盒上设置了水冷腔，能对晶振盒进行快速的降温，有效的防止了晶振片因温度过高而变形，从而使晶振片的振荡频率不稳定的问题。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为本发明晶振盒***图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1—前端主体，2—连接体，3—后端主体，4—编码器，5—承载体，6—连接轴，7—变速器，8—驱动电机，9—屏蔽线，10—水冷腔，11—弹簧探针，12—安装法兰，13—接头，14—接口，15—接线座，16—进水接头，17—出水接头，501—轴套，502—晶片承接台，503—晶振片，504—三爪绝缘背板，505—三爪片，506—三爪背板，507—检测孔，508—定位销，509—螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1～3所示，本发明公开了一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，主要由前端主体1，连接体2，后端主体3，编码器4，连接轴6，变速器7，驱动电机8，安装法兰12，晶振盒。其中，所述晶振盒如3所示，其包括承载体5，检测组件，以及信号传输组件。所述检测组件如图3所示，其包括晶片承接台502和晶振片503。所述信号传输组件如图3所示，其包括三爪绝缘背板504，三爪片505，以及三爪背板506。
实施时，前端主体1和后端主体3均优先采用了不锈钢材料所制成的圆柱形空心体，连接体2设置在前端主体1和后端主体3之间，前端主体1和后端主体3分别通过螺钉固定在连接体2上。该连接体2还上设置了相应的安装孔和安装支臂，电机8则安装在连接体2的安装支臂上。该驱动电机8用于带动设置在前端主体1上的晶振盒内的检测组件和信号传输组件转动，使检测组件内的晶振片503能对交替的对蒸发器蒸发量进行检测，有效的提高本发明对蒸发器蒸发量检测的准确性。
如图2所示，驱动电机8通过螺钉固定在连接体2的安装支臂上。为对电机8的转动角度进行控制，和对检测组件内的晶振片503的位置进行采集，在电机8的转轴上设置了编码器4，该编码器4安装在连接体2的安装支臂上，该编码器4的测角轴与驱动电机8的转轴相啮合，使编码器4的测角轴与驱动电机8的转轴实现了同步转动。为了防止驱动电机8的转速过快而使晶振盒的位置出现误差，本发明在驱动电机8的转轴上设置了变速器7，该变速器7内的受动齿轮与驱动电机8的转轴相连接。变速器7则通过连接轴6连接在检测组件上，从而使驱动电机8实现了带动晶振盒进行匀速转动，使晶振片503中的任意一位晶振片能准确的达到检测孔处。
所述晶振盒如图3所示，其承载体5通过螺纹配合的方式设置在前端主体1上，该承载体5用于承载检测组件和信号传输组件。所述检测组件如图3所示，其中的晶片承接台502上优先设置了12个晶振片503，为了使该晶振片503的晶振频率更稳定，该晶振片503则用于对靶材蒸发量的检测，即对基片的镀膜厚度的监测，本发明通过晶振片503在吸附靶材分子后的振荡频率来对基片的镀膜厚度进行监测。同时，本实用新的晶片承接台502上设置了用于安装晶振片503的凹槽，该凹槽设置有与检测孔507相对应且贯穿凹槽底部的通孔，凹槽的设置数量与晶振片503的数量相同。具体使用时，晶片承接台502通过轴套501连接到连接套6上，该轴套501上还设置有定位销508，且晶片承接台502与接套6相连接后与承载体5的内侧底部之间形成有一定的间隙，以确保晶片承接台502能在驱动电机8的带动下进行转动。
同时，所述信号传输组件如图3所示，其中的三爪绝缘背板504上设置了与晶片承接台502上的凹槽相对应且数量相同的安装槽，该安装槽设置有贯穿其底部的安装孔，本发明的三爪绝缘背板504优先采用了耐高温的陶瓷来作为绝缘背板，也可根据实际需要采用不同的绝缘材料来作为三爪绝缘背板504。在使用时，三爪绝缘背板504则是通过2个以上的螺栓509固定连接在晶片承接台502上的。设置在三爪绝缘背板504上的信号传输组件如图3所示，其包括设置在三爪绝缘背板504的安装槽内其与晶振片503相连接的三爪片505，和设置在三爪绝缘背板504的安装孔内且与三爪片505相配合的三爪背板506，所设的三爪片505和三爪背板506的数量与晶振片503的数量相同。所述三爪片505具有良好的弹性，即三爪片505能与晶振片503紧密的接触，使三爪片505能将比晶振片503晶振频率准确的传输。所述三爪片505将晶振片503的振荡频率传输给三爪背板506，本发明的三爪片505是通过螺钉连接在三爪背板506上的，也可根据实际需要采用其它的连接方式。所述三爪绝缘背板504上还设置有与定位销508相配合的卡槽。
使用时，三爪绝缘背板504的卡槽与晶片承接台502的定位销508相配合，能使三爪片505与晶振片503进行准确的对位，使三爪绝缘背板504的卡槽与晶片承接台502在安装时更方便，所述三爪绝缘背板504通过螺栓固定连接在晶片承接台502上。所述的承载体5上还设置了与晶片承接台502上凹槽的任意一个通孔相对应且贯穿承载体5检测孔507，检测时靶材的原或离子则通过该检测孔507吸附到检测晶振片503上，检测人员通过对晶振片503的振荡频率进行分析处理后便能得到基片镀膜的厚度，从而对基片镀膜的时间进行控制。
本发明为了使晶振片503的振荡频率传输时更稳定，在前端主体1上设置了与三爪背板506相配合的弹簧探针11，该弹簧探针11通过螺钉固定在前端主体1上，且弹簧探针11的探针贯穿前端主体1后与三爪背板506相连接，使三爪背板506转动时与弹簧探针11接触更紧密，确保晶振片503的振荡频率传输传输更稳定。为便于弹簧探针11的安装，在前端主体1上设置了与弹簧探针11电连接的接线座15，该接线座15则通过屏蔽线9与接头13相连接，该接头13设置在连接体2的安装孔内并通过螺钉进行固定，最后晶振片503的振荡频率通过与接头13电连接且设置在后端主体3上的接口14传输给外部的晶控测厚仪，该接口为优先采用了USB接口，通过晶控测厚仪对接收的振荡频率与晶振片503的基准频率的差的分析处理便可得到基片的镀膜厚度。
本发明为确保晶振探头在蒸发器的高温下能准确的对蒸发量进行检测，在前端主体1与晶振盒之间设置了水冷腔10，该水冷腔10能快速的对晶振片503进行降温，使晶振盒的温度保持为22℃±0.1℃。本发明并在后端主体3上设置了进水接头16和出水接头17，进水接头16和出水接头17分别通过水管与水冷腔10相连接，使进水接头16、出水接头17和水冷腔10连接后形成一个“U”形体，从而使水冷腔10内的水能进行冷热循环，提高了水冷腔10对晶十二位振盒冷却的效率，有效的确保晶振片503的振荡频率的稳定性。
具体运行时，通过设置在前端主体1上的安装法兰12将晶振探头安装在蒸发器内，开启蒸发器后，当外部用于控制晶振探头的***接收到的晶振片503的振荡频率低于该晶振片503的基准振荡频率时，该***则会为驱动电机8提供工作电流，驱动电机8得电后转动，驱动电机8带动晶振盒转动，使检测孔507处的晶振片503进行转换。同时，编码器4则对驱动电机8的转动角度进行控制，使转换后的晶振片503能准确的位于承载体5上的检测孔507处，使晶振片503能准确的对蒸发器的蒸发量进行检测。
本发明的晶振盒在驱动电机8的带动下能不断的变换位于检测孔507的晶振片503，使位于检测孔507的晶振片503的振荡频率始终保持在基准频率范围内，很好的确保了晶振探头对蒸发器的蒸发量检测是准确性。并且，本发明能对不同的靶材的蒸发量进行检测，有效的提高了对蒸发器的蒸发量检测的效率。因此本发明很好的确保了基片镀膜厚度的均匀度，提高了基片镀膜厚度的质量。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (10)
1.一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，主要由前端主体(1)，通过连接体(2)连接在前端主体(1)上的后端主体(3)，以及设置在前端主体(1)上的晶振盒组成；其特征在于，在连接体(2)上设置有驱动电机(8)；所述晶振盒包括承载体(5)，设置在承载体(5)上的检测组件，以及与检测组件相连接的信号传输组件；所述驱动电机(8)的转轴与检测组件相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述检测组件包括设置在承载体(5)上的晶片承接台(502)，和设置在晶片承接台(502)上的晶振片(503)，所述晶片承接台(502)与驱动电机(8)相连接，所述晶振片(503)的数量为2个以上；所述信号传输组件包括与晶片承接台(502)相配合的三爪绝缘背板(504)，设置在三爪绝缘背板(504)上且与晶振片(503)相配合的三爪片(505)，以及与三爪片(505)相连接的三爪背板(506)；所述三爪绝缘背板(504)通过螺栓(509)连接在晶片承接台(502)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述驱动电机(8)的转轴上设置有用于控制驱动电机(8)转动角度的编码器(4)，该驱动电机(8)的转轴上还设置有用于调节驱动电机(8)转速的变速器(7)；所述驱动电机(8)通过变速器(7)和连接轴(6)与晶片承接台(502)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述承载体(5)上设置有贯穿其底部的检测孔(507)；所述晶片承接台(502)上设置有用于安装晶振片(503)的凹槽，且该凹槽底部设置有与检测孔(507)相对应的通孔。
5.根据权利要求4所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述三爪绝缘背板(504)上设置有与晶片承接台(502)相对应的安装槽，且该安装槽上设置有贯穿其底部的安装孔；所述三爪片(503)设置在三爪绝缘背板(504)的安装槽内，所述三爪背板(506)则设置在三爪绝缘背板(504)的安装孔内，所述三爪片(505)通过螺钉与三爪背板(506)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述连接体(2)上设置了安装口和安装支臂，所述驱动电机(8)安装在的安装支臂上，所述变速器(7)则安装在连接体(2)上的安装孔内。
7.根据权利要求6所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述前端主体(1)内还设置有屏蔽线(9)，该屏蔽线(9)的一端通过接头(13)连接在连接体(2)上、另一端通过接线座(15)前端主体(1)上；所述前端主体(1)上还设置有与接线座(15)电连接的弹簧探针(11)，该弹簧探针(11)的探针贯穿前端主体(1)后与三爪背板(506)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述后端主体(3)上设置有与接头(13)电连接的接口(14)；所述编码器(4)的信号输出接口设置在后端主体(3)的外侧；所述后端主体(3)上设置有进水接头(16)和出水接头(17)。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述前端主体(1)的前端还设置有用于冷却晶振盒的水冷腔(10)，该水冷腔(10)通过水管分别与进水接头(16)和出水接头(17)相连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于检测蒸发器蒸发量的晶振探头，其特征在于：所述晶片承接台(502)上设置有用于安装连接轴(6)的轴套(501)，该连接轴(6)通过螺钉固定在轴套(501)内；所述轴套(501)外侧设置有固定三爪背板(506)的定位销(508)；所述三爪绝缘背板(504)上设置有与定位销(508)相配合的卡槽；所述前端主体(1)外侧上还设置有用于固定前端主体(1)的安装法兰(12)。
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