一種led襯底材料生長的控制系統的製作方法
2023-09-21 16:41:15
專利名稱：一種led襯底材料生長的控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體生長技術領域，更具體的說，是涉及一種LED襯底材料生長的控制系統。
背景技術：
隨著科技的不斷發展，LED在手機、數碼產品、電視機以及平板顯示器等電子產品中得到了廣泛的應用。LED的製備過程分為上遊、中遊和下遊三個階段，其中，上遊為襯底材料製備階段，主要包括晶體生長、晶體掏棒、切片、拋光等，中遊為晶圓的加工階段，主要包括電極、腐蝕、光刻、圖形、剪薄、清洗、檢測等，下遊為封裝階段，主要包括劃片、粘片、燒結、壓焊、封裝、化切、分選、包裝等。從上述LED的製備過程可以看出，上遊的襯底材料是決定LED顏色、亮度、·壽命等性能指標的主要因素，即襯底材料是LED照明的基礎。目前，LED襯底材料的製備設備通常為俄羅斯以及烏克蘭進口的晶體生長爐，包括加熱器電源功率控制系統、籽晶旋轉和升降系統以及稱重系統。發明人發現這類設備中的各個子系統都是單獨控制的，無法集成且需要設備操作人員具有較高的技術背景，這就導致了現有技術中的晶體生長爐的控制過程繁瑣、經濟成本高，因此，如何將各個子系統集成到一個控制裝置中，做集中控制一直是業界亟待解決的問題。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種LED襯底材料生長的控制系統，有效的解決了現有技術中由於晶體生長爐中各個子系統不能集成而導致的控制繁瑣、成本高的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案—種LED襯底材料生長的控制系統，包括主系統、籽晶旋轉分系統、籽晶升降分系統、電源控制分系統、晶體成像分系統以及晶體稱重分系統，其中，所述主系統包括可編程邏輯控制器、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模數轉換模塊、數模轉換模塊、串口通訊模塊、第一計數模塊以及第二計數模塊；所述籽晶旋轉分系統通過所述第一計數模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述第一計數模塊用於檢測所述籽晶旋轉分系統中的旋轉驅動器輸出的脈衝個數；所述籽晶升降分系統通過所述第二計數模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述第二計數模塊用於檢測所述籽晶升降分系統中的升降驅動器輸出的脈衝個數；所述電源控制分系統通過所述串口通訊模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述串口通訊模塊用於與所述電源控制分系統中的電源進行數字通訊，控制和檢測所述電源的狀態；所述晶體成像分系統與所述可編程邏輯控制器相連，用於顯示晶體的生長圖像；所述晶體稱重分系統通過所述模數轉換模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述模數轉換模塊用於將所述晶體稱重分系統輸出的模擬量轉化為0-4000或0-16000之間的數字量；所述開關量輸入模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於採集外界輸入的開關量;所述開關量輸出模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於輸出控制的開關量；所述數模轉換模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於將數字量轉化成控制外接設備的模擬量。優選的，所述可編程邏輯控制器為三菱Q06DUEHCPU型PLC。優選的，所述晶體稱重分系統包括第一稱重傳感器、第二稱重傳感器、第一放大模塊以及第二放大模塊； 所述第一稱重傳感器將輸出的電流信號通過所述第一放大模塊進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊；所述第二稱重傳感器將輸出的電流信號通過所述第二放大模塊進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊；相應的，所述可編程邏輯控制器接收所述模數轉換模塊輸出的數位訊號，並進行
差分處理。優選的，還包括紅外測溫儀，所述紅外測溫儀用於檢測晶體生長爐的溫度，並將檢測到的溫度發送至所述可編輯邏輯控制器。優選的，所述籽晶升降分系統包括伺服電機、伺服驅動器以及電磁換擋器，所述電磁換擋器根據接收到的不同外界控制信號，觸發所述伺服驅動器控制所述伺服電機處於不同的檔位。優選的，所述開關量輸入模塊為QX42 ；所述開關量輸出模塊為QY42P ；所述模數轉換模塊為Q68AD或Q64AD ；所述數模轉換模塊為Q64DA ；所述串口通訊模塊為QJ71C24 ；所述第一計數模塊以及第二計數模塊為QD62D。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種LED襯底材料生長的控制系統，包括主系統、籽晶旋轉分系統、籽晶升降分系統、電源控制分系統、晶體成像分系統以及晶體稱重系統，其中，所述主系統包括可編程邏輯控制器、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模數轉換模塊、數模轉換模塊、串口通訊模塊、第一計數模塊以及第二計數模塊。其中，分系統通過各個模塊與主系統相連，有效的解決了現有技術中由於晶體生長爐中各個子系統不能集成而導致的控制繁瑣、成本高的問題。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例一提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例二提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的結構示意圖；圖3為本發明實施例二提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的具體實現的結構示意圖；圖4為本發明提供的一種LED襯底材料生長 的控制系統的構成圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例一請參閱附圖1，為本發明實施例一提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的結構示意圖，包括主系統10、籽晶旋轉分系統20、籽晶升降分系統30、電源控制分系統40、晶體成像分系統50以及晶體稱重分系統60，其中，所述主系統10包括可編程邏輯控制器101、開關量輸入模塊102、開關量輸出模塊103、模數轉換模塊104、數模轉換模塊105、串口通訊模塊106、第一計數模塊107以及第二計數模塊108。其中，王系統10中各部分的連接關係為所述籽晶旋轉分系統20通過所述第一計數模塊107與所述可編程邏輯控制器101相連，所述第一計數模塊107用於檢測所述籽晶旋轉分系統20中的旋轉驅動器輸出的脈衝個數。所述籽晶升降分系統30通過所述第二計數模塊108與所述可編程邏輯控制器101相連，所述第二計數模塊108用於檢測所述籽晶升降分系統30中的升降驅動器輸出的脈衝個數。所述電源控制分系統40通過所述串口通訊模塊106與所述可編程邏輯控制器101相連，所述串口通訊模塊106用於與所述電源控制分系統40中的電源進行數字通訊，控制和檢測所述電源的狀態。所述晶體成像分系統50與所述可編程邏輯控制器101相連，用於顯示晶體(晶體在晶體生長爐70中)的生長圖像。所述晶體稱重分系統60通過所述模數轉換模塊104與所述可編程邏輯控制器101相連，所述模數轉換模塊104用於將所述晶體稱重分系統60輸出的模擬量轉化為0-4000或0-16000之間的數字量。除此，所述開關量輸入模塊102與所述可編程邏輯控制器101相連，用於採集外界輸入的開關量；所述開關量輸出模塊103與所述可編程邏輯控制器101相連，用於輸出控制的開關量；所述數模轉換模塊105與所述可編程邏輯控制器101相連，用於將數字量轉化成控制外接設備的模擬量。需要說明的是，在本實施例中，可編程邏輯控制器101優先採用三菱Q06DUEHCPU型PLC，但並不局限於這一型號。相應的，所述開關量輸入模塊102為QX42，所述開關量輸出模塊103為QY42P，所述模數轉換模塊104為Q68AD或Q64AD，所述數模轉換模塊105為Q64DA，所述串口通訊模塊106為QJ71C24，所述第一計數模塊107以及第二計數模塊108為QD62D。本實施例中採用的主系統為三菱Q06DUEHCPU型PLC，可以根據需要進行擴展，即將分系統通過各個模塊與主系統相連，有效的解決了現有技術中由於晶體生長爐中各個子系統不能集成而導致的控制繁瑣、成本高的問題。實施例二請參閱附圖2，為本發明實施例二提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的結構示意圖，包括主系統10、籽晶旋轉分系統20、籽晶升降分系統30、電源控制分系統40、晶體成像分系統50以及晶體稱重分系統60，其中，所述主系統10包括可編程邏輯控制器101、開關量輸入模塊102、開關量輸出模塊103、模數轉換模塊104、數模轉換模塊105、串口通訊模塊106、第一計數模塊107以及第二計數模塊108。在上述基礎上，本實施例在實施 例一的基礎上增加了紅外測溫儀80，該紅外測溫儀與可編程邏輯控制器101相連，用於檢測晶體生長爐70的溫度，並將檢測到的溫度發送至所述可編輯邏輯控制器101。除此，請參閱圖3，本實施例提供的晶體稱重分系統60包括第一稱重傳感器601、第二稱重傳感器602、第一放大模塊603以及第二放大模塊604,其中,所述第一稱重傳感器601將輸出的電流信號通過所述第一放大模塊603進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊104。所述第二稱重傳感器602將輸出的電流信號通過所述第二放大模塊604進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊104。相應的，所述可編程邏輯控制器101接收所述模數轉換模塊104輸出的數位訊號，並進行差分處理。採用本實施例中的稱重分系統能夠使稱重精度達到I克左右，精度高。針對籽晶升降分系統，發明人考慮到，實際晶體生長過程中對長晶工藝的要求，籽晶高速和低速升降時的速度比為10000倍，但普通的伺服電機的高低速比通常為3000:3，即只有1000倍，不能滿足實際需求，故在本實施例中，所述籽晶升降分系統30包括伺服電機、伺服驅動器以及電磁換擋器，其中，所述電磁換擋器根據接收到的不同外界控制信號，觸發所述伺服驅動器控制所述伺服電機處於不同的檔位。即通過電磁換擋器在高速時調到高檔位，在低速時調到低檔位，有效的實現了利用一個伺服電機滿足不同速度的問題。請參閱圖4，為本發明提供的一種LED襯底材料生長的控制系統的構成圖，其中，由於可編程邏輯控制器的擴展性能好，可以自由按照需要進行功能擴充，本領域的技術人員在此基礎上的拓展均屬於本發明的保護範圍內。需要說明的是，在本發明提供的控制系統的基礎上，還可以配置對應的軟體，進一步實現本控制系統的功能，在此，不再詳述。綜上所述本發明提供了一種LED襯底材料生長的控制系統，包括主系統、籽晶旋轉分系統、籽晶升降分系統、電源控制分系統、晶體成像分系統以及晶體稱重系統，其中，所述主系統包括可編程邏輯控制器、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模數轉換模塊、數模轉換模塊、串口通訊模塊、第一計數模塊以及第二計數模塊。其中，分系統通過各個模塊與主系統相連，有效的解決了現有技術中由於晶體生長爐中各個子系統不能集成而導致的控制繁瑣、成本高的問題。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例提供的裝置而言，由於其與實施例提供的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所提供的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種LED襯底材料生長的控制系統，其特徵在於，包括主系統、籽晶旋轉分系統、 籽晶升降分系統、電源控制分系統、晶體成像分系統以及晶體稱重分系統，其中，所述主系統包括可編程邏輯控制器、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模數轉換模塊、數模轉換模塊、串口通訊模塊、第一計數模塊以及第二計數模塊；所述籽晶旋轉分系統通過所述第一計數模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述第一計數模塊用於檢測所述籽晶旋轉分系統中的旋轉驅動器輸出的脈衝個數；所述籽晶升降分系統通過所述第二計數模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述第二計數模塊用於檢測所述籽晶升降分系統中的升降驅動器輸出的脈衝個數；所述電源控制分系統通過所述串口通訊模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述串口通訊模塊用於與所述電源控制分系統中的電源進行數字通訊，控制和檢測所述電源的狀態；所述晶體成像分系統與所述可編程邏輯控制器相連，用於顯示晶體的生長圖像；所述晶體稱重分系統通過所述模數轉換模塊與所述可編程邏輯控制器相連，所述模數轉換模塊用於將所述晶體稱重分系統輸出的模擬量轉化為0-4000或0-16000之間的數字所述開關量輸入模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於採集外界輸入的開關量；所述開關量輸出模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於輸出控制的開關量；所述數模轉換模塊與所述可編程邏輯控制器相連，用於將數字量轉化成控制外接設備的模擬量。
2.根據權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述可編程邏輯控制器為三菱 Q06DUEHCPU 型 PLC。
3.根據權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述晶體稱重分系統包括第一稱重傳感器、第二稱重傳感器、第一放大模塊以及第二放大模塊；所述第一稱重傳感器將輸出的電流信號通過所述第一放大模塊進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊；所述第二稱重傳感器將輸出的電流信號通過所述第二放大模塊進行放大，並傳輸至所述模數轉換模塊；相應的，所述可編程邏輯控制器接收所述模數轉換模塊輸出的數位訊號，並進行差分處理。
4.根據權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，還包括紅外測溫儀，所述紅外測溫儀用於檢測晶體生長爐的溫度，並將檢測到的溫度發送至所述可編輯邏輯控制器。
5.根據權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述籽晶升降分系統包括伺服電機、伺服驅動器以及電磁換擋器，所述電磁換擋器根據接收到的不同外界控制信號，觸發所述伺服驅動器控制所述伺服電機處於不同的檔位。
6.根據權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述開關量輸入模塊為QX42 ；所述開關量輸出模塊為QY42P ；所述模數轉換模塊為Q68AD或Q64AD ；所述數模轉換模塊為Q64DA ；所述串口通訊模塊為QJ71C24 ；所述第一計數模塊以及 第二計數模塊為QD62D。
全文摘要
本發明提供了一種LED襯底材料生長的控制系統，包括主系統、籽晶旋轉分系統、籽晶升降分系統、電源控制分系統、晶體成像分系統以及晶體稱重系統，其中，所述主系統包括可編程邏輯控制器、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模數轉換模塊、數模轉換模塊、串口通訊模塊、第一計數模塊以及第二計數模塊。其中，分系統通過各個模塊與主系統相連，有效的解決了現有技術中由於晶體生長爐中各個子系統不能集成而導致的控制繁瑣、成本高的問題。
文檔編號H01L33/00GK102995112SQ20121053330
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者徐永亮, 汪海波, 廖德元, 鄧鵬飛 申請人:上海昀豐新能源科技有限公司