[发明专利]一种石英晶振膜厚仪及其镀膜控制方法

权利要求书

1.一种石英晶振膜厚仪，其特征在于，包括：探头、恒温模块、膜厚控制仪，蒸发源、挡板和真空罩；

所述恒温模块包括半导体单元，半导体单元放置在所述探头的上表面，所述膜厚控制仪的一端与探头接口相连，另一端与所述挡板相连；所述探头、半导体单元、蒸发源和挡板放置在所述真空罩内部，其中，所述蒸发源置于所述真空罩的底部；

所述探头包括石英晶振片和待镀膜基片，用于基于石英晶振片的振动对待镀膜基片进行镀膜，并将振动频率反馈给所述膜厚控制仪；

所述恒温模块用于在镀膜开始前，对半导体单元通入电流，使半导体单元释放热量，对探头进行加热；在镀膜过程中，基于实时测量的探头温度，通过控制半导体单元中的电流大小和方向，使半导体单元加热或制冷，进而使探头的温度保持恒定；

所述蒸发源用于蒸发镀膜材料；

所述膜厚控制仪用于在镀膜开始前，当探头温度达到预设温度时，驱动探头发生振动，并控制挡板闭合，使镀膜材料蒸发到探头的待镀膜基片上；在镀膜过程中，通过实时测量探头的振动频率，来控制探头中待镀膜基片的镀膜厚度；且当待镀膜基片的镀膜厚度达到预设厚度时，控制挡板打开，遮挡蒸发源所蒸发的镀膜材料，镀膜结束；其中，所述预设温度高于镀膜开始前的环境温度；

所述真空罩用于提供真空的镀膜环境。

2.根据权利要求1所述的石英晶振膜厚仪，其特征在于，所述恒温模块还包括温度测量单元、温度控制单元和可控电流源；

所述温度控制单元、可控电流源与半导体单元串连形成回路；温度测量单元的一端与探头接口相连，另一端与温度控制单元相连；温度测量单元放置在真空罩内部；

所述温度控制单元用于将所述温度测量单元实时测量的探头温度与预设温度进行比较，控制所述可控电流源输出的电流大小和方向；

所述可控电流源用于将电流输入到半导体单元上，使半导体单元加热或制冷。

3.根据权利要求2所述的石英晶振膜厚仪，其特征在于，所述温度测量单元为热敏电阻。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的石英晶振膜厚仪，其特征在于，所述恒温模块包括1组或多组半导体单元，每组半导体单元包括两个功函数不同的半导体，两个半导体接触放置。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的石英晶振膜厚仪的镀膜控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在镀膜开始前，对半导体单元通人电流，使半导体单元释放热量，对探头进行加热，当探头温度达到预设温度时，驱动探头发生振动，闭合挡板，将镀膜材料蒸发到探头的待镀膜基片上，开始镀膜；其中，预设温度高于镀膜开始前的环境温度；

S2、在镀膜过程中，通过实时测量探头的振动频率，来控制探头中待镀膜基片的镀膜厚度；与此同时，基于实时测量的探头温度，通过控制半导体单元中的电流大小和方向，使半导体单元加热或制冷，进而使探头的温度保持恒定；

S3、当探头中待镀膜基片的镀膜厚度达到预设厚度时，将挡板打开，遮挡蒸发源所蒸发的镀膜材料，镀膜结束。

6.根据权利要求5所述的石英晶振膜厚仪的镀膜控制方法，其特征在于，镀膜过程中，当探头温度从低于预设温度变为高于预设温度时，将半导体单元中的输入电流的方向变为相反方向，使半导体单元制冷，降低探头温度；当探头温度从高于预设温度变为低于预设温度时，将半导体单元中的输入电流的方向再次变为相反方向，使半导体单元加热，升高探头温度；

重复上述过程，直至探头温度与预设温度之差的绝对值小于预设温度阈值，此时，减小半导体单元中通人电流的大小，使半导体单元加热或制冷功率减小。

7.根据权利要求5或6所述的石英晶振膜厚仪的镀膜控制方法，其特征在于，所述预设温度由石英晶振片的振动频率随温度变化的灵敏度和温度测量单元随温度的变化的灵敏度确定。