射頻電源的原理與維修
1. 什么是射頻電源?
全固態(tài)射頻電源的功放采用RF MOFET為元器件,主要由功放模塊,功率檢測(cè)模塊,控制模塊和AC/DC電源模塊;功放模塊的功能是通過(guò)多級(jí)射頻功率放大將晶振產(chǎn)生的特定頻率的小信號(hào)放大到所需要的射頻功率。功率檢測(cè)模塊的功能是檢測(cè)出功放的輸出功率,性能的好壞直接影響到輸出功率的精確度和穩(wěn)定度。控制模塊的主要功能是控制射頻電源的輸出功率為設(shè)定值,處理工作中的異常比如VSWR保護(hù),過(guò)溫保護(hù)等等。AC/DC模塊將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換成功放,控制模塊功率檢測(cè)模塊所需的直流電壓。
一、主 要 技 術(shù) 性 能
射頻源:
1. 板極電壓:200~1500V連續(xù)可調(diào)。
2. 板極電流:≦0.36A
3. 板極直流消耗功率:≦0.58KW。
4. 輸出功率:6~500W連續(xù)可調(diào)。
5. 頻率:13.56MHz
匹配箱:
1. 阻抗匹配范圍:(2.7~45)Ω~j(0~70) Ω
2. 具有手動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)達(dá)到匹配之功能。
3. 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由耦合和調(diào)諧旋鈕刻度讀出。
二、使 用 方 法
1. 逆時(shí)針調(diào)節(jié)“Ua調(diào)節(jié)”電位器到低位置(因沒(méi)開(kāi)電源,沒(méi)有指示,以調(diào)不動(dòng)為止),功率計(jì)開(kāi)關(guān)置于2 kW檔。
2. 插上電源插頭,打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)預(yù)熱5分鐘左右,紅色燈應(yīng)該亮。
3. 按下“Ua—ON”開(kāi)關(guān),綠指示燈應(yīng)該亮,緩緩調(diào)節(jié)“Ua調(diào)節(jié)”到500V左右,Ia、功率計(jì)應(yīng)有指示,然后反復(fù)調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕,直至反映室起輝。起輝后自偏壓應(yīng)有指示。
4. 反復(fù)調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕使反射功率減小。Ia約為100mA(在Ua為500V時(shí))。切忌反射功率太大,否則易損壞機(jī)件。
5. 調(diào)節(jié)Ua至所需功率,注意隨時(shí)調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)使反射功率接近0。
6. 自偏壓的大小和反應(yīng)室及工藝條件有關(guān),僅供參考。
7. 重復(fù)工作時(shí),只要負(fù)載不變,每次只要關(guān)斷和接通Ua即可。
8. 工作完畢后,Ua調(diào)到低,關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)。
三、安 裝 與 調(diào) 試
1. 電子管的安裝
打開(kāi)機(jī)箱上蓋,將電子管垂直向下插入管座,插到底,然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大約60度(有限位),套上接線卡子,將螺釘旋緊一些,再蓋上機(jī)箱的上蓋。
注意用手拿電子管時(shí),不能碰
陶瓷部位,以免手上汗跡沾在陶瓷
部位降低管子的耐壓。
2. 接線
如圖,注意射頻電纜接頭要旋
緊,電纜彎曲盡量自然一些。
3. 電源的檢查
在未正式與設(shè)備連調(diào)之前,或在工作過(guò)程中有異常,比如不起輝、
不穩(wěn)定、反向功率大等,可單獨(dú)檢查電源。
方法:用假負(fù)載替代真實(shí)負(fù)載,接通電源→開(kāi)啟開(kāi)關(guān)→當(dāng)紅色小燈亮后→“Ua調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針調(diào)到頭→按下“Ua—ON”開(kāi)關(guān)→順時(shí)針調(diào)Ua到200伏(此時(shí)各表頭均有指示)→調(diào)匹配器(反復(fù)調(diào))使反射功率小,如果這時(shí)Ua、Ia、功率都正常,則可認(rèn)為電源工作正常。Ua×Ia×80%≈入射功率。
4. 起輝
在確認(rèn)射頻源正常后,即可接上真實(shí)負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。
起輝時(shí),可將Ua調(diào)到400~500V,如果未起輝,反射功率會(huì)很大,調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕使之起輝,暫且先不管反射功率有多大。如果不起輝,可降低真空度。磁控濺射真空度可降到數(shù)Pa。真空度低些容易起輝。如還不起輝,可采取短時(shí)間加大功率的方法。比如Ua加到700V,如果不起輝,馬上把Ua降一點(diǎn),再調(diào)一下匹配器電容,再略加高Ua,如此重復(fù)進(jìn)行,直到起輝為止。即如果再不起輝,應(yīng)檢查反應(yīng)室及接線部分是否有問(wèn)題。
起輝后,調(diào)匹配器之電容使反射功率減小直到接近零。如果起輝時(shí)真空度較低,起輝后可逐漸提高真空度.
5. 加功率
在起輝正常后,可提高功率,這里要注意的是,在初次起輝時(shí),可能由于反應(yīng)或工作氣體不干凈,設(shè)計(jì)上欠合理等因素而使反應(yīng)室內(nèi)打火,這種情況功率不能提高。在正常工作時(shí),通常靶上所加功率為5~10W/cm2,極限功率約為20 W/cm2,所加功率不要超過(guò)極限值,否則會(huì)燒毀靶。
6. 幾個(gè)參考數(shù)據(jù)
射頻功率源駐波比≤1.5
磁控濺射功率密度5~10 W/cm2
磁控濺射壓強(qiáng)0.5~數(shù)Pa
自偏壓:100V~500V(自偏壓與真空度、功率密度、磁控強(qiáng)度、靶材等有關(guān))
7. 幾種故障的判斷
在正常工作時(shí),如果發(fā)生跳閘現(xiàn)象,則直流供電部分出現(xiàn)故障。
Ua突然變大時(shí),電子管損壞的可能性大。
有Ua無(wú)Ia時(shí),驅(qū)動(dòng)板有故障或高頻插頭接觸不良。
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