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射频电源的原理与维修

2015-4-7 12:47:00

1. 什么是射频电源?

全固态射频电源的功放采用RF MOFET为元器件,主要由功放模块,功率检测模块,控制模块和AC/DC电源模块;功放模块的功能是通过多级射频功率放大将晶振产生的特定频率的小信号放大到所需要的射频功率。功率检测模块的功能是检测出功放的输出功率,性能的好坏直接影响到输出功率的精确度和稳定度。控制模块的主要功能是控制射频电源的输出功率为设定值,处理工作中的异常比如VSWR保护,过温保护等等。AC/DC模块将输入的220V交流电转换成功放,控制模块功率检测模块所需的直流电压。

一、主  要  技  术  性  能
射频源:
1.        板极电压:200~1500V连续可调。
2.        板极电流:≦0.36A
3.        板极直流消耗功率:≦0.58KW。
4.        输出功率:6~500W连续可调。
5.        频率:13.56MHz
匹配箱:
1.        阻抗匹配范围:(2.7~45)Ω~j(0~70) Ω
2.        具有手动调节网络参数达到匹配之功能。
3.        网络参数由耦合和调谐旋钮刻度读出。
二、使  用  方  法
1.        逆时针调节“Ua调节”电位器到最低位置(因没开电源,没有指示,以调不动为止),功率计开关置于2 kW档。
2.        插上电源插头,打开电源开关预热5分钟左右,红色灯应该亮。
3.        按下“Ua—ON”开关,绿指示灯应该亮,缓缓调节“Ua调节”到500V左右,Ia、功率计应有指示,然后反复调节耦合和调谐旋钮,直至反映室起辉。起辉后自偏压应有指示。
4.        反复调节耦合和调谐旋钮使反射功率减到最小。Ia约为100mA(在Ua为500V时)。切忌反射功率太大,否则易损坏机件。
5.        调节Ua至所需功率,注意随时调节匹配网络使反射功率接近0。
6.        自偏压的大小和反应室及工艺条件有关,仅供参考。
7.        重复工作时,只要负载不变,每次只要关断和接通Ua即可。
8.        工作完毕后,Ua调到最低,关断电源开关。



三、安 装 与 调 试

1.    电子管的安装

打开机箱上盖,将电子管垂直向下插入管座,插到底,然后顺时针旋转大约60度(有限位),套上接线卡子,将螺钉旋紧一些,再盖上机箱的上盖。

注意用手拿电子管时,不能碰

陶瓷部位,以免手上汗迹沾在陶瓷

部位降低管子的耐压。

2.   接线

如图,注意射频电缆接头要旋

紧,电缆弯曲尽量自然一些。

3.   电源的检查

在未正式与设备连调之前,或在工作过程中有异常,比如不起辉、

不稳定、反向功率大等,可单独检查电源。

方法:用假负载替代真实负载,接通电源→开启开关→当红色小灯亮后→“Ua调节”旋钮逆时针调到头→按下“Ua—ON”开关→顺时针调Ua到200伏(此时各表头均有指示)→调匹配器(反复调)使反射功率最小,如果这时Ua、Ia、功率都正常,则可认为电源工作正常。Ua×Ia×80%≈入射功率。

4.   起辉

在确认射频源正常后,即可接上真实负载进行调试。

第一次起辉时,可将Ua调到400~500V,如果未起辉,反射功率会很大,调节耦合和调谐旋钮使之起辉,暂且先不管反射功率有多大。如果不起辉,可降低真空度。磁控溅射真空度可降到数Pa。真空度低些容易起辉。如还不起辉,可采取短时间加大功率的方法。比如Ua加到700V,如果不起辉,马上把Ua降一点,再调一下匹配器电容,再略加高Ua,如此重复进行,直到起辉为止。即如果再不起辉,应检查反应室及接线部分是否有问题。

起辉后,调匹配器之电容使反射功率减小直到接近零。如果起辉时真空度较低,起辉后可逐渐提高真空度.

5.        加功率

在起辉正常后,可提高功率,这里要注意的是,在初次起辉时,可能由于反应或工作气体不干净,设计上欠合理等因素而使反应室内打火,这种情况功率不能提高。第二,在正常工作时,通常靶上所加功率为5~10W/cm2,极限功率约为20 W/cm2,所加功率不要超过极限值,否则会烧毁靶。

6.        几个参考数据

射频功率源驻波比≤1.5

磁控溅射功率密度5~10 W/cm2

磁控溅射压强0.5~数Pa

自偏压:100V~500V(自偏压与真空度、功率密度、磁控强度、靶材等有关)

7.        几种故障的判断

在正常工作时,如果发生跳闸现象,则直流供电部分出现故障。

Ua突然变大时,电子管损坏的可能性大。

有Ua无Ia时,驱动板有故障或高频插头接触不良。