Auto-Z : INFICON 膜厚儀的獨門秘笈
華為5G折疊屏手機Mate X,
在憑借0-180度自由翻折的創(chuàng)意造型
驚艷世人、圈粉無數(shù)的同時,
也再一次將柔性屏幕OLED這個黑科技推向了輿論焦點。

借助薄膜封裝技術(shù)實現(xiàn)可彎曲、低能耗等優(yōu)異性能的OLED,離不開優(yōu)質(zhì)的鍍膜技術(shù),而薄膜厚度的精確計算和控制則是鍍膜技術(shù)的關(guān)鍵。在薄膜沉積控制領(lǐng)域,英??档募夹g(shù)和設(shè)備可謂是全行業(yè)最為領(lǐng)先的,獨創(chuàng)的黑科技Auto-Z技術(shù)擁有常規(guī)方法無法比擬的精準度和高效率。
Auto-Z是英福康獨創(chuàng)的用于自動計算AT-切割石英晶振片在鍍膜過程中計算聲阻比 (Z-比值) 的新方法,與常規(guī)的 Z-比值或 Z-因數(shù)技術(shù)相比具有更多的優(yōu)勢。
1974 年INFICON就首先在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用 Z-Match?技術(shù),并很快成為當時最先進的測量技術(shù)和膜厚控制儀的基本工作原理。目前,市面上大多數(shù)的膜厚控制儀采用固定材料聲阻抗( Z-比值或 Z-因素) 的計算方法,INFICON創(chuàng)新的Auto-Z 功能,可自動計算當前鍍層材料的 Z-比值,以達到更高的鍍膜精度。
Auto-Z 與傳統(tǒng)測量技術(shù)比對

常規(guī)的 Z-比值技術(shù)的最大不便之處在于需預先確定材料的 Z-比值。由于它對工藝參數(shù)敏感,材料的 Z-比值與當前層薄膜是不同的(由于當前層可能不是第一層,中間有其它膜層相隔,材料設(shè)定的Z與當前層有偏差),尤其在濺射和反應(yīng)性蒸發(fā)的環(huán)境中。
對于許多特殊材料,如:合金/在同一晶振片上的多種材料連續(xù)反復蒸鍍,這個參數(shù)是未知的。在這種情況下,用戶一般采用預估的 Z-比值 (常取 Z = 1.0 或輸入阻抗值為 8.83),而這會導致膜厚精度的很大偏差,如文章最下方表1。
在合金材料共鍍膜工藝中也存在相似的難點:用戶常為每種材料指定專用的晶片,并需在每個工藝開始前仔細為每個晶片設(shè)定校準參數(shù)和交叉靈敏度參數(shù),繁瑣的步驟不僅會導致測試安裝困難且耗時,還極有可能會影響最終結(jié)果。
如果能知道所有材料的有效 Z-比值,問題就會變得十分簡單。因此我們需要能夠自動計算當前鍍層材料Z-比值A(chǔ)uto-Z技術(shù),原因遠不止是方便。
INFICON的薄膜控制儀器的強大優(yōu)勢還在于獨有的ModeLock 頻率測量技術(shù),使用于INFICON的Cygnus2, IC6和XTC3等型號膜厚控制儀上。 與傳統(tǒng)的有源振蕩器不同,ModeLock 可測量基準頻率和第一諧振頻率兩個晶片工作模式,并通過監(jiān)測兩個模式的頻移和在晶片中響應(yīng)的改變量來確定當前膜層的 Z-比值。
INFICON薄膜沉積控制器

在晶振片上開始鍍膜時,ModeLock就可測量并存儲晶片的頻率對。在隨后的測量中檢測新的頻率對時,僅需知道這兩個頻率對/鍍膜歷史/材料密度,無需事先提供材料的 Z-比值就能自動計算。并且,整個測量和信息處理的周期是非常短的,在每100毫秒的時間段內(nèi)完成,每秒10次。
除了無需調(diào)整額外的參數(shù)就能自動計算Z-比值,非常簡便快速外,如表1所示,在包括金屬、介質(zhì)、共鍍膜合金等多種膜層材料測試的結(jié)果中,鍍膜的預測值與重量法測定的質(zhì)量也是非常一致的。
表1: Z-Match 技術(shù)與 Auto-Z 之間性能比較匯總表(點擊放大更清晰)

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