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致力于提供世界最优秀的膜厚控制方案，让镀膜简单起来 |
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晶控仪(石英晶体膜厚控制仪)是真空镀膜常用的在线速率和厚度监控仪器，具有厚度线性好，精度高等特点，已经成为真空蒸发镀膜的标准配置；相对稳定的溅射镀膜和其它类型镀膜，只要对膜厚有精度和重复要求，也越来越重视用晶控仪来保证最终的膜厚。
在真空镀膜系统中，晶控仪可以独立作为沉积速率和厚度控制器或监视器，自动完成镀制一系列的膜层。也可以配合计算机监控软件，完成更复杂的系统控制。
晶振片为AT切割石英晶体圆形薄片，厚度由标称频率决定；国内常用的6MHz晶振片厚度约0.28mm，直径14mm。晶振片的两个表面均镀有电极，一面为双锚图案，一面镀满，也有两面都镀满，电极材料有金、银、以及银铝合金。满镀面朝向探头开口，接受材料沉积。由于表面沉积膜料，晶振片的性能会发生变化，所以需要经常更换。
晶控仪按一定时间间隔周期性检测晶振片频率，并将频率变化按照预设的材料参数换算成材料厚度，厚度与时间的比值就是该材料的沉积速率。
如果是某些计算机控制系统用户，可以不操作晶控仪，甚至平时不用看晶控仪。
膜林晶控仪是中文触摸屏，由几个页面组成。主要有[沉积]、[菜单]、[材料]、[膜系]、[运行参数]、[配置参数]、[探头与接口]。
[配置参数]配置晶控仪，例如蒸发源挡板开关连接到哪个端口，怎么驱动坩埚及连接端口位置等。晶控仪安装时使用一次，正常镀膜无需使用。
[运行参数]主要用于检查成膜记录，选择待沉积膜系。而选择待沉积膜系，在MXC-3B膜厚仪中，也可以在[膜系]页面完成。正常镀膜可不使用。
[探头与接口]详细显示当前晶振片的振荡频率、阻力损耗，以及输入输出接口状态。供核查探头和接口情况，正常镀膜无需使用。
[沉积]页面，开始、停止镀膜界面。运行后动态显示镀膜的主要状态，开机后自动进入。
[菜单]页面，中转页面，仅起导航作用，界面简单。
[材料]页面，包含材料的基本参数，材料名、材料密度和声阻抗率。包含更多的是工艺参数，所在蒸发源及挡板情况，材料的预熔功率和时间，是否自动控制功率，预期沉积速率和PID功率控制参数等。膜林晶控仪里，[材料]参数多，略显复杂，但随后会知道，这个复杂是值得的。正常镀膜时不需要使用。
[膜系]页面，包含[膜系总体]页面和[膜层]设定页面。MXC-3B晶控仪，先进入的是[膜系列表]页面，由膜系列表进入膜系总体页面。正常镀膜前，对于已输入好的膜系，只需选择一次（或在[运行参数]页选择），然后无需再进入。
[膜层]页面，[膜系]的子页面，每层膜，只需填写材料库号、沉积厚度、坩埚号三个参数。添加新膜层时，自动隔层拷贝前面的膜层，例如，当前已有2层膜，添加新膜层时，将自动拷贝膜层1的参数作为新膜层3的基础参数。这一点对于手动输入膜系时，相对其他品牌晶控仪，有巨大的速度优势。
某资深镀膜用户总结的好，膜林晶控仪带有工艺特质，成膜过程更平稳、结果更准确。
详细，请参见[资料下载]页面，膜林晶控仪的相对优点一篇。
石英晶体存在压电效应及逆压电效应*，晶振片外接交流电源时，将产生受迫振动，当外接交流电源频率接近晶振片振动本征频率时，晶振片将达到谐振状态。对于AT切割石英晶体片来说，其主振荡方式为所谓的厚度剪切模式，即形变为横向，而波动的传播方向为沿着厚度方向。晶振片的这种机械振荡属于声学波范畴，所以我们的材料中会有声阻抗(率)这一参数。
镀膜时，材料沉积到样品(镀膜产品)表面的同时，也沉积到晶振片表面，引起晶振片的谐振频率发生变化(下降)。晶控仪监测晶振片的谐振频率，根据预设材料参数，计算出材料的沉积速率和厚度。在一定的频率变化范围内，材料的沉积厚度与频率变化呈线性关系，这一特点使得晶控非常适合于控制速率。
*当电介质沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。这种现象称为正压电效应。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
膜林晶控仪说明书里有仪器的尺寸和安装孔位置说明。探头安装请参考探头说明。 围绕膜林晶控仪的功能，大致分为几个方面
1. 探测频率(监测速率)，从晶控仪的Sensor端口连接电缆至振荡包，振荡包后端用短同轴电缆连接探头
2. 控制速率，膜林晶控仪有3个BNC模拟电压输出端，用同轴电缆连接至蒸发源控制器（如阻蒸的功率调整器）的控制输入端。
3. 控制厚度，外接挡板控制。膜林晶控仪提供3个随蒸发源定义的挡板继电器，外加一个公共继电器，可灵活分配。在材料参数里还提供了一个特殊的继电器脉冲输出，模仿按下回弹按钮，用于改造某少数进口镀膜机的挡板控制
4. 转动坩埚，自动定位坩埚位置略复杂些，请参考说明书(与挡板一样，从后面的IO端口接线)。此处提醒一句，配置参数设置后，可在探头与接口界面，直接测试坩埚转动，继电器输出等。
5. 材料相关的充气（氧）继电器等，也请参考说明书
1.膜林晶控仪将很多成膜参数放在"材料"里，优点是膜系简单，每层膜只需材料库号、沉积厚度(kA)和坩埚号，这三个参数。而且隔层拷贝添加，非常方便。MXC-3B还提供计算机下载膜系工件软件，极大减少膜系的输入劳动。
2.材料里的硬件相关参数，如源、坩埚、挡板等，安装好后不用动。工艺人员应关注的是成膜参数，如密度、声阻抗率、比例系数和预熔阶段等。
1.在<运行参数>里找到待沉积的膜系，选择起始层（默认1），回到<沉积>页面，"开始"即可。MXC-3B，还可以在膜系列表里选择好膜系后，点击"沉积"，再回到<沉积>页面，从第1层开始。
问：什么是声阻抗率
膜料沉积到晶振片表面形成膜层，声学波也将传播进膜层内，在界面处发生与光学波相似的反射与透射现象。如果声波在传播过程中，损耗比较大，例如遇到裂纹、空位等缺陷或声吸收大的材料(如含油脂的手指印)、方向变化(形变)，都可能会让谐振的Q值降低。当这种损耗增大到一定程度，甚至会发生晶振失效。
在上海膜林科技有限公司的XDM、MXC晶控仪中，晶振片阻力损耗值就是反应这一损耗的特有参数，可为探头检测、晶振片安装、更换等提供参考，非常好用。
在晶控仪中反应出的晶振失效，还包含了晶振片失效以外故障，例如接触不良或断路、短路、主机或振荡包损坏等。
2014.07.14下午，我和上海wj的朋友z从上海松江一起去嘉兴王店，帮一个朋友w生检查晶控: x10检测不出频率
1. 先是用一个我们的模拟晶控探头接到x10的振荡包上，有频率显示，说明x10和它的振荡包是没有问题的。
2. 拿我们的 MXC-3K 晶控仪一检查，也没有频率。
通过观察阻力损耗值(频率未锁定，损耗值100%附近)，可以断定探头回路断路。具体什么位置还要检查。
还好，晶控仪的阻力损耗还可以用于检查短路。
3. 松开装晶振片的探头(Holder)前端的射频连接线，用金属镊子搭住连接线接头的内芯与外壳，晶控仪阻力损耗值显示短路状态(频率未锁定，损耗值10%附近)。
说明晶振片Holder以前都没有问题，问题应出在内部。把射频线连回去。
4. 要来酒精与擦拭布，把晶振片Holder内部清洁一下，装入晶振片，MXC-3K显示频率，损耗值进入正常范围，绿色。
5. 再接 x10，同样OK.
小结：
1. 问题还是出在对探头的保养上，只要用户稍加注意。
事实上，还是有很多用户不太明白，以为把晶振片换进口的就应该好了。
2. 可直接用镊子导通探头弹片爪子和外壁，看是否有短路状态，倒着朝上推。
3. 没有MXC-3K的朋友，可通过互换等办法来判断问题所在。
MXC-3K的此处的优点在于，它可在线检测晶振片阻力损耗值（包含了电子回路的阻抗），并对损耗值范围加以颜色区分。
后记：
1. 因为曾见过探头内部焊点脱落，射频导线似连似断，同时也因为这台机的探头拆卸方便，所以中途是让w生把探头从机器上拆下来检查的。
2. 中间曾把晶振片重装一次，用MXC-3K检测，有频率，但损耗值非常大，90%多，红的。这也表明是回路接触电阻过大，间或断路。
此时，在x10上应该也能检测出频率，看上去正常，但这样子镀膜，后果是严重的，速率跳动会很大，厚度不准确。
w生后来说，这次，他们装上去时还有频率显示，但真空一抽就没有了。他们之前就发生过速率不稳定，寿命值异常，这次直接没频率。
3. 说起来啰嗦一大堆，其实做起来也就十来分钟，还包含出去借大扳手的几分钟。
某MXC-3B厂商用户电话反应，晶振失效，损耗值在0.几。第一反应是探头短路，让其断开振荡包与探头之间的小电缆，故障依然。再请其将MXC-3B主机与振荡包之间的电缆重新插接一次。 后电话回馈，螺丝没有固定，电缆松动。改正后OK。 (损耗值异常低的情况下，内部模拟探头的检测能力也将失效，因为如果是探头短路，它也会被短路，所以先让用户断开探头连接测试。)
2016.04.20上午，再次和wj朋友z去s州朋友客户处帮忙检测晶控:x10经常出现大的正负速率(几十A/S)，不镀膜时也会有。 1. 先检查探头，断开x10振荡包，将我们的MXC-3B晶控仪接入探头。颜色显示绿色，说明探头内晶振片损耗状况良好。探头没有问题！ 2. 由1可判断出问题出在探头以前，就是x10系统。隔壁机器正好也是x10，还不在镀膜。借来振荡包，换上，OK。
近日，只带一个万用表，去xx地帮用户检测，症状同样是x10检测不出频率。用模拟探头接上，x10虽有频率显示，但频率跳动很大，且明显偏离标称值，初步判断晶控仪侧有问题。因常见x10振荡包问题，就取下振荡包去其他机台测试，果然在其它机台上也不能检测出频率。从另一台机器上拆了一个振荡包过来，用模拟探头频率显示正常，但接上探头还是没有频率！ 再开始探头电路通断检测。经过一番折腾，发现问题出在FeedThrough内部，中心上下不通，问题搞大了，这玩意是密封在内部的，无法维修，只能更换。这种早期进口的探头FeedThrough，存在设计上的bug。再经几天折腾，更换成某的探头，频率OK，效果观察中。
再后记，这种探头，运气好的，可以试着修。但本次运气欠佳，内部锈结，断了。
晶控仪新增的频率自检功能，省去了爬上去接模拟探头的步骤。但如果真的是短路现象，那还是需要拔掉振荡包至探头法兰之间接线的来确诊的。
MXC晶控问答下载:<问答.pdf>
