随着射频技术进入镀膜工艺之后,射频匹配也随之成为需要解决的问题。射频电源的功率应尽可能的用于镀膜工艺中,系统的输入功率直接影响到等离子体的浓度和压力,也就直接影响了镀膜的质量,关系到工艺水平的好坏。在一定条件下,镀膜系统负载是随时间发生变化的,这使得阻抗的自动匹配变得更为必要。而国内现在多以手动匹配为主,射频电源自动阻抗匹配器的发展是一个瓶颈。因此,自动匹配技术的研究有很重要的意义。以真空实验室的射频RF-500型射频等离子体增强CVD镀膜机相配套的射频电源阻抗匹配器RS-500为研究对象,对射频电源的手动阻抗匹配器的原理和设计进行研究,并通过将信号传入计算机实现自动控制。重点分析了功率检测模块的设计和数学模型的控制仿真,同时结合其他成熟模块的分析研究,提出了较为完善的设计方法,并对总体结构设计有了较为完整的认识。电路的设计基于匹配原理,通过调节两个可变电容实现共扼匹配,使得入射功率最大化,反射功率最小化,以保证镀膜质量。功率检测模块中的电流互感器和电压互感器分别采用了性能优于传统线圈的Rogowski线圈和电容式电压互感器。最终通过对传输电路的数学模型进行建立,用MATLAB进行PID控制仿真,得出了有效的控制方法。
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