一、温度控制需求

温度是所有化学反应重要参数，尤其在反应式镀膜、光学度膜、温度控制、其重要性，更是手屈一指。

依实际制程需求，有著不同范围与精度之控制方式之进度，因CPU之进步，使得温度控制器，已完全进入   。

计算机化时代，于PVD设备中温度控制应用及要求如下:

温度控制
 

需求精度
 

应用控制
 

所需功能

60~80℃
 

＋－5%
 

塑料基材除水气

腔体除水
 

1.    多点设定启动

2.    Autotuning

180~250℃
 

＋－5%
 

金属基材除水气

膜质改善
 

1.    多点设定启动

2.    Autotuning

3.    多段控制

250~380℃
 

＋－3%
 

光学玻璃基材镀膜
 

1.    多点设定启动

2.    Autotuning

3.    Remote D/A , A/D

4.    多段控制

400~750℃
 

＋－1%
 

反应式镀膜
 

1.    多点设定启动

2.    Autotuning

3.    Remote D/A , A/D

4.    多段控制

 

二、控制对象的特性

要良好的温度控制，在选择系统元件及控制方式必须先充分了解控制对象特性。

 

三、温度控制系统组成

 

四、温度控制系统元件及功用

元件
 

功用

加热器（IR、Micro Heater）
 

加热源

测温器（热电偶）Thermal couple
 

回馈加热器温度

操作器（SCR或SSR）
 

电力调整

温度控制器
 

设定及显示与控制

 

五、温度控制种类

控制加热器之方法有

1. ON,OFF方式:以Relay半导体功率元件组成

2. PID式:以TRAIC或SCR组成

3. 分段式:将电力功率以步进方式控制

六、PID温度控制之原理

PID控制方式是目前真空镀膜设备最常用方式，其控制原理，就像人用手控制调整瓦斯炉火一样，看到温度升高快，就赶快减少火力，随著修正火力以保持所需温度。

所谓PID就是由P（误差之比例宽度）I（积分）D （微分）三项控制器组成。

1.Proportional Bamd:P

以设定点为中心，建立正、负范围的温度带，在该温度带中，以增加或减少供热原来改变温度，使供应热源维持在所需范围内，其功用可降低系统时间数及被控制物的静态增益。

例如: 

当P设定→2.5％，设定温度200℃，温度控制范围=200℃×2.5%=5℃

若温度为202℃时，则温控器调节Power输出=50%-50%×2/5=30%

若温度为199℃时，则温控器调节Power输出=50%＋50%×1/5=60%

2.Integral:I

I功能是对误差取关于时间的积分，随时间增加，积分项会增大，而使控制器输出增大，进而使误差降至零。

当P=2.5，设定温度200℃，I=1

若温度为202℃时，则温控器调节Power输出=1%/℃×2℃=2%

Power=50%-2%=48%既以每分钟降2% Power电力

3.Derivative=D

此功能主要是改善元件之反应滞后特性

利用预测误差变化率，以避免过冲现象发生，主要功能是快速改善外扰的回应。

当P 设定5，温度设定200℃ I=1.0 D设定2时

当温度=202℃时，PI控制方式以2%/分Power下降，而PD控制方式，则以2%/分×2分=4%power下降。

七、结语

PID温控方式已广泛在真空设备应用多年，随著设备对精度及稳定性要求日精，传统PID缺陷也日益显现，主要问题是PID参数设定值在整个控制过程都是固定不变，造成外乱应答及目标值应答难以兼顾，因此智能PID控制就应用而出。

智能PID控制就是导入专家系统、Fuzzy控制、神经网络技术，使控制器有自适应，PID参数不依赖数学模型而可实时的在线调整，对系统参数变化有较好的坚固耐用性。