[发明专利]一种金属蒸发镀膜冷阴极电子枪的电源装置及其控制方法

说明书

一种金属蒸发镀膜冷阴极电子枪的电源装置及其控制方法，该电源装置包括束流调控与运行状态监控的整体控制电路，与所述整体控制电路电性连接且用于驱动所述冷阴极电子枪的功率电路，所述整体控制电路设有DSP微处理器。本发明通过漏束检测电路将强磁偏转系统中漏束传感器检测信号引入到DSP微处理器中，当检测到漏束信号出现时，即束流导引通道存在漏束现象，关闭电源装置的电压输出，以保护束流导引通道及金属蒸发镀膜装置，从而保障镀膜过程正常进行；此外，DSP微处理器将束流输出大小与气流输入量、真空度的比较，判断是否出现发生惰性气体清除效应，当出现惰性气体清除效应，发出报警信号，提示操作人员清理冷阴极电子枪的阴极。

技术领域

本发明涉及电子束加工技术领域，特别是涉及一种金属蒸发镀膜冷阴极电子枪的电源装置及其控制方法。

背景技术

热阴极电子束源技术已经在金属镀膜领域得到大量应用，但其阴极寿命短及其钨蒸气污染，限制了该技术在高品质镀膜领域的应用。而高品质冷阴极电子束源具有无需加热阴极、阴极寿命长、结构简洁、维护方便等优点，在金属蒸发镀膜行业应用具有潜在优势。

金属蒸发镀膜装置要求冷阴极电子枪倒立安装或水平安装，通过强磁偏转系统将电子束偏转到靶材，加热靶材产生金属蒸气，用于镀膜工艺。一般强磁偏转系统采用能够产生均匀磁场的电磁线圈或永磁铁制成，安装于冷阴极电子枪输出端，将电子束流引导到靶材。

现有的金属蒸发镀膜装置中，当出现电磁线圈电流反向、线圈损坏、永磁体高温失磁现象，就会出现电子束流反偏或无偏转故障发生，大束流时，极易导致金属蒸发镀膜装置中其它部件烧损；冷阴极电子枪长期使用，金属阴极表面会出现大量微小弧坑，放电腔室内壁也会有大量金属蒸气附着，当需要大束流输出时，气流量较大，极易出现输入气流量很大，单但束流极小的现象发生，即发生惰性气体清除效应，这将导致金属蒸发镀膜过程难以稳定进行；应用强磁偏转系统的冷阴极电子束源，当发生电子束流方向反偏、电磁偏转系统失效、惰性气体清除效应时，只能通过操作人员的经验判断，排除故障，严重影响生产效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种金属蒸发镀膜冷阴极电子枪的电源装置及其控制方法，可以提高镀膜工作过程的稳定性和可靠性，及满足高品质膜层制备的需求。

一种金属蒸发镀膜冷阴极电子枪的电源装置，包括分别与真空室和冷阴极电子枪电性连接的整体控制电路，与所述整体控制电路电性连接且用于驱动所述冷阴极电子枪的功率电路，所述整体控制电路用于阴极电子枪的束流调控与运行状态监控,包括DSP微处理器；其中，

DSP微处理器的第一A/D信号输入端与阴极水温检测电路电性连接，用于接收所述阴极水温检测电路输出的电子枪阴极的温度信号Ut；

DSP微处理器的第二A/D信号输入端，用于接收束流给定信号Ibg、功率电路输出的束流反馈信号Ibf及高压反馈信号Uhvf，并在程序中通过PID算法计算出气流量的总气流给定信号差值ΔGASg后，重新调整总气流给定信号GASg；

DSP微处理器的第三A/D信号输入端与真空检测电路电性连接，用于接收所述真空检测电路输出的真空室中的真空度信号Uv，DSP微处理器根据检测真空室的真空度Uv与总气流给定信号GASg、束流反馈信号Ibf进行比较；

DSP微处理器的I/O端口与漏束检测电路电性连接，用于接收所述漏束检测电路输出的真空室中的多个漏束信号，并在判断出漏束位置后将故障信号传输给工控机；

DSP微处理器的第一D/A信号输出端与直流电源PWM控制电路电性连接，用于将高压给定信号Uhvg输出到直流电源PWM控制电路；

DSP微处理器的第二D/A信号输出端与气流量分配控制电路电性连接，用于将总气流给定信号GASg、多个分支气流给定信号输出到所述气流量分配控制电路；

所述功率电路的第一输入端与所述直流电源PWM控制电路电性连接，用于接收经所述直流电源PWM控制电路调整的PWM信号；