在等離子清洗機干法清洗的應用場景中,阻抗失配會降低樣品表面鍍層的清洗速度,清洗效果變差;因此,無論是何種應用場合,阻抗匹配是保證系統(tǒng)正常工作乃至提高電力
傳輸效率的必要條件,其中快速且高精度的阻抗匹配算法是改良整個射頻電源系統(tǒng)性能并提升工藝效果的重要因素。
等離子射頻電源自動阻抗匹配系統(tǒng)如上圖所示,其主要由 ZYNQ 中央處理系統(tǒng)、射頻 VI probe解析調(diào)諧法對采樣反饋的負載阻抗精度要求較高,采樣精度直接影響了算法精
度從而決定了匹配效果,因此采樣模塊是射頻系統(tǒng)的核心模組,在提高系統(tǒng)匹配穩(wěn)定性上至關(guān)重要。
針對射頻電源等離子清洗的應用場景,借助高精度的阻抗采樣系統(tǒng),提出了一種基于 L 型匹配網(wǎng)絡和 Smith 圓圖的解析調(diào)諧法,當負載阻抗在允許范圍內(nèi)可經(jīng)由計算公式直
接推出最優(yōu)容值,較現(xiàn)有的智能尋優(yōu)算法更加快速的實現(xiàn)阻抗匹配、抑制反射波的發(fā)生,并保證射頻電源系統(tǒng)實現(xiàn)最大功率的傳輸,實現(xiàn)更好的清洗效果。
等離子密度低時,鞘層厚度可變得與真空窗的厚度一樣大,此時容性功率隨著鞘層厚度的增大而增大,因此容性吸收功率隨著密度的減小而增大,此時任何放電都會導致容性
驅(qū)動在高密度等離子體形成之前,點火階段的高壓電場可以助燃等離子體,點火階段的容性耦合也對后續(xù)感性放電的啟動和維持起到重要的作用,所以匹配器需要滿足點火和
電離階段不同負載阻抗形式的匹配需求。
實驗結(jié)果
為了進一步驗證算法在等離子清洗機工況下的可靠性,對已氧化銅樣品進行還原,在經(jīng)過 80s 的處理時間后,如上圖(清洗后)下圖(清洗前) 所示,銅樣品表面的氧化物
薄膜幾乎被清洗完全,銅樣品被還原至原來的顏色。