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磁控濺射、偏壓電源、條形離子源怎樣匹配合適的功率

發(fā)布時間：2020-02-24瀏覽次數(shù)：載入中...來源：http://11rl.cn/
真空鍍膜機電源（磁控+偏壓）選型計算示例如下：

一.中頻電源

依據(jù)需要驅(qū)動工作的磁控靶有效工作總表面積以及要運行的電流密度來 計算出所需總電流強度，從而選定中頻電源。舉例如下：假設(shè)負載為圓柱靶，外徑75mm、有效長度1100mm，則計算如下：總電流I = 靶外徑7.5cm * 3.14 *有效長度110cm * 磁場圓周角度a/總圓周度360 *靶數(shù)2*i 通常，磁場圓周角度a有120和360兩種。用戶須按磁控靶的真實結(jié)構(gòu)度數(shù)計算（此例中假設(shè)a=360）電流密度i可取5～30mA/c㎡。電流密度小，則濺射速率較低；電流密度大，濺射速率相應(yīng)提高，但是需要更強的磁場強度和冷卻速率。在目前的制靶工藝水準下，推介取i=10～15 mA/c㎡=0.01～0.015 A/c㎡ 。則有 I = 7.5*3.14*110*360/360*2*0.01（～0.015） = 51.8～77.7 A，對應(yīng)的可以選用50kW中頻電源或70kW中頻電源。如果a=120，則可計算出選用30kW中頻電源是比較合適的。
特別需要注意的是，如果靶材是鎳或則石墨等，因其起輝較其他靶材更困難，則需要采購空載電壓≥1200V的中頻電源，該電源的工作電壓200～1000V，較大輸出電流比標準式電源的相應(yīng)減小20% ，總的輸出功率維持不變。直流磁控以及單極脈沖磁控濺射電源的選型與此類似，只不過考慮磁控靶有效工作總面積時只需要計算其驅(qū)動的單個靶面。
 

二. 偏壓電源


用于多弧離子鍍的偏壓電源依據(jù)同時工作的多弧靶的數(shù)量及其需要的較大離化電流來計算出所需總電流強度，從而選定偏壓電源。通常，多弧靶工作于70 ～100A時離化電流約3A，工作于150A時離化電流約5A。舉例如下：對于14個工作于100A以下的多弧靶，較大弧離化電流為3 * 14 = 42 A。則可以選用50kW單極脈沖偏壓電源。
用于純粹的磁控濺射或者玻璃鍍膜應(yīng)用的偏壓電源，通常選用10～20kW的單極脈沖偏壓電源就能夠滿足使用要求。其中對于金屬件鍍膜，可根據(jù)工件的表面積總和來選取，通常按照每平方米5～10A計算。
 

三. 條形離子源電源估算


   離子源的電壓和電流取決于其工藝目的用途：離子源的工作電壓決定了其“噴出”離子的能量。當使用于清洗活化絕緣材料時，因其容易表面電荷積累導(dǎo)致放電拉弧，故離子的噴射量要較小但需要的能量較高，此時工作電壓上限可以做到2000V甚至更高，1.3M長度的離子源需要電流視工件流轉(zhuǎn)速度可在3～6A之間；
     當時用于清洗金屬件材料時，因其導(dǎo)電性較好則表面電荷不易積累放電，故離子的噴射量可以較大而需要的能量較低，此時工作電壓上限可以做到1000V至1200V、1.3M長度的離子源需要電流視工件流轉(zhuǎn)速度可在6～8A之間。
     以我們公司做過的條形離子源來看，長度為1000～2000mm的條形離子源，配置電源功率10kW 就基本上滿足全部的使用要求；其額定電壓、電流的上限依據(jù)具體用途而定。
 

四.余量考慮


    對于長時間連續(xù)工作的真空鍍膜機或鍍膜流水生產(chǎn)線，電源不可一直在較大輸出電流的峰值下運行。雖然電源在設(shè)計制造時已經(jīng)有合理冗余及自動保護措施，但仍然通常建議連續(xù)工作的電流使用不超過較大電流值的80% 。
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