真空镀膜机辉光放电故障维修

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摘要：BAK760真空镀膜机是BALZERS公司产品，设备80年入使用，主要用于滤光片的薄膜制作。在镀膜过程中，辉光放电清洗是其不可或缺的工艺过程。在镀膜开始阶段或每一层膜完成后，对基片或膜层进行辉光放电清洗，使膜层具有较强的薄膜结合力、牢固度及稳定性，能使镀膜材料能更好的与基体材料相结合。通过对辉光放电结构的了解和故障原因的分析，总结出故障排查方法。

关键词：辉光放电；故障；排除

辉光放电的工作原理

辉光放电清洗就是利用辉光放电原理，使基片以及膜层表面经受气体放电轰击的清洗过程。其控制原理图见图1，在一定真空度（2～4Pa）下，在辉光放电电极上加一5KV

的负直流高压（正电位接地），相对基片（接地）形成高压电场，并通过辉光放电控制板调节进气阀，向真空室通入一定的氮气，氮气在高压电场的作用下电离发生辉光发电，产生氮离子，氮离子在电场的作用下，对基片形成一定的压力，从而达到清洗以及增强膜层的牢固性的效果。

高压的产生是通过升压变压器将220V交流电变为5KV左右的高压，经过高压整流器形成5KV的直流高压。在升压变压器的初级并上一个线圈，形成高压的测量信号，此信号经整流后输出到电压表，显示高压值。升压变压器的初级线圈的引入线通过一互感器，互感器的输出经过整流，一方面作为辉光放电的电流表显示，另一方面引入辉光放电控制电路板，作为电流反馈。

辉光放电控制电路板的工作原理见图2，设定值UR和电流反馈值US相比较，形成误差信号UE（＝UR-US）,UE经过放大器放大后控制进气阀以5～10HZ的频率关闭与打开，从而提供一脉冲气流来产生辉光放电。

主要故障现象分析与排除

在实际工作中，镀膜机辉光放电出现过不少故障，下面就几种典型的故障进行分析。

辉光放电电流小

在正常的工作情况下，辉光放电电流随着辉光放电电位计的调高逐渐增加，但在此故障中，将电位计调到最大值，辉光放电电流仍然较小，观察真空室，看不到辉光放电现象。首先怀疑气体进入阀堵塞，但在清洗阀门并按要求对阀门节流阀进行调整后，故障依旧没有改善。从而怀疑控制电路板有问题，更换另一台设备上的电路板后辉光放电正常，确认故障出现在控制电路板上。

控制电路板电路图如图3所示，设定值和电流反馈值经过差动放大电路放大后，通过三极管H2、H1后输出控制信号控制气体进入阀，从设备取下电路板后，加上模拟信号及

电源进行测试，发现差动放大CA3046输入正常，但输出信号较小，测量供应电压，发现本该为－6.2V的电压测量值为－3.6V，但测量整流桥输出正常，再往下测量，发现稳压管D4有问题。更换后，测量电路板各信号正常，但在电路板安装后试机，出现辉光放电电流不受控，调节电位计没有给出信号，但辉光放电电流已经很大。怀疑由于稳压管更换后，电路板状态改变造成辉光放电起始点改变，调节控制板起点调节电位计R13后恢复正常。

无辉光放电电流

此故障发生时，真空室观察不到辉光放电现象，真空度也无明显变化。说明气体进入阀没有打开，用示波器测量阀控制信号没有，但在控制电路板输出端可以测量出控制信号，说明从电路板到气体进入阀的电缆断开，找到断开点连接后故障排除。

辉光放电电流达到最大但无辉光放电现象

根据故障现象，怀疑是辉光放电电极对地出现短路引起，检查电极引入结构，发现电极保护套松动，可能与电极有短路现象或在电极带电时有放电现象，将其重新固定后辉光放电正常。

辉光放电时高阀不能关闭

在辉光放电过程中，高阀需要关闭，辉光放电和高阀控制的逻辑电路见图4。正常情况下，自动手动开关切换到自动状态，此时当辉光放电启动的同时经中间继电器KA1来控制高阀关闭。当开关在手动状态下，可以有高阀手动控制开关来控制高阀，但辉光放电的启动信号无法关闭高阀。辉光放电时高阀不能关闭的原因正是由于操作工误操作将自动手动开关切换到手动状态引起的。

故障排除方法

图5为总结出来的辉光放电故障分析流程图

结论

BAK760真空镀膜机是大型的复杂设备，在实际使用过程中，辉光放电出现的故障较多，现象也较复杂，而且由于高压无法直接测量，对维修造成一定的困难。通过对辉光放电结构的了解和故障原因的分析，总结出故障排查方法。掌握了辉光放电的维修，有着举一反三效果。这样在出现故障的时候，能有效地缩短设备维修时间，提高科研生产效率。

参考文献：

【1】王银川;真空镀膜技术的现状及发展[J];现代仪器;2000年06期

【2】袁忠才,时家明;四阳极直流辉光放电正柱区数值分析[J];核聚变与等离子体物理;2005年03期

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。