大功率磁控濺射電源主電路的研究.pdf

1、磁控濺射作為一種鍍膜工藝，在物體上鍍制保護(hù)膜，增強(qiáng)物體的耐磨、抗氧化和抗腐蝕性能。由直流磁控濺射發(fā)展到非平衡磁控濺射，隨著材料的多樣化，促使磁控濺射又發(fā)展到射頻磁控濺射和脈沖磁控濺射階段。與直流磁控濺射相比，脈沖磁控濺射的濺射效率高、工藝性能好。但是由于磁控濺射負(fù)載的非線性，導(dǎo)致脈沖磁控濺射電源在應(yīng)用中產(chǎn)生負(fù)載電壓上升時(shí)期的振蕩。本文對(duì)磁控濺射脈沖工藝中存在的負(fù)載電壓振蕩及電源中存在FMI問題，做了理論分析和仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　

2、 首先，本文結(jié)合磁控濺射脈沖工藝對(duì)電源的指標(biāo)要求，理論上分析了電源在特定工藝條件下的實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)電源大功率輸出條件下的主電路及后級(jí)輸出電路進(jìn)行了理論分析設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載所需要的三種脈沖輸出。用PSPICE對(duì)電源主電路進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析。
　　 本文在掌握磁控濺射等離子體負(fù)載等效電路模型的基礎(chǔ)上，從理論上分析了產(chǎn)生振蕩的原因，在脈沖電源與負(fù)載回路串聯(lián)電感或電感和電阻串聯(lián)單元可以有效抑制電壓振蕩，但同時(shí)使脈沖電壓的上

3、升速率大大降低；針對(duì)這兩種方法存在的問題，本文研究了一種在負(fù)載回路串聯(lián)電感與二極管并聯(lián)單元的匹配電路，電感在抑制振蕩的同時(shí)起到了限流的作用，二極管在脈沖電壓換相時(shí)續(xù)流的同時(shí)加快電壓上升速率。對(duì)所研究的方法進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法在抑制振蕩的同時(shí)，提高了脈沖電壓的上升速率，保證了薄膜穩(wěn)定沉積。
　　 最后，在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，搭建了一臺(tái)磁控濺射脈沖電源的樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所設(shè)計(jì)主電路及匹配電路的可行性和正確