远程等离子与直接等离子对比

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供应射频(RF)等离子体产生器及远程等离子体产生器的RF信号源[发明专利]

供应射频(RF)等离子体产生器及远程等离子体产生器的RF信号源[发明专利]

专利名称:供应射频(RF)等离子体产生器及远程等离子体产生器的RF信号源
专利类型:发明专利
发明人:埃勒·Y·尤科,卡尔·弗雷德里克·利瑟,邱华檀
申请号:CN201980046433.1
申请日:20190708
公开号:CN112424905A
公开日:
20210226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种多信号射频(RF)源包含:RF源;以及转换器,其包含与所述RF源的输出连通的输入、第一输出和第二输出。

所述转换器被设置成将所述输入选择性连接至所述第一输出和所述第二输出中的一者。

与所述多信号RF源的所述第一输出连通的RF产生器被设置成在所述处理室中产生等离子体。

与所述多信号RF源的所述第二输出连通的远程等离子体产生器被设置成供应远程等离子体至所述处理室。

申请人:朗姆研究公司
地址:美国加利福尼亚州
国籍:US
代理机构:上海胜康律师事务所
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分段式的大功率远程等离子体源系统设计

分段式的大功率远程等离子体源系统设计

分段式的大功率远程等离子体源系统设计DOI :10.19557/ki.1001-9944.2024.05.007薛家祥1,马财钰1,王一统1,金礼2(1.华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;2.贵州民族大学物理与机电工程学院,贵阳550000)摘要:目前远程等离子体源系统普遍存在输出功率低、系统负载适应范围窄和生成等离子体浓度不稳定等问题,该文基于对TCP 型腔体的放电模式和负载特性分析,提出一种分段式的大功率远程等离子体源系统,改进的功率电路提高了电源输出功率,分离的点火回路简化了电路设计并提高自由度,分段的控制策略极大程度的提高了系统负载适应范围,可电离多种气体和更宽范围气体流量。

通过实际样机测试,验证了此系统方案设计的可行性,为等离子体电源设计提供了参考价值。

关键词:远程等离子体源;电感耦合;TCP ;控制策略中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1001鄄9944(2024)05鄄0030鄄04Design of Segmented High Power Remote Plasma Source SystemXUE Jiaxiang 1,MA Caiyu 1,WANG Yitong 1,JIN Li 2(1.School of Mechanical and Automobile Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640,China ;2.School of Physics and Mechatronics Engineering ,Guizhou Minzu University ,Guiyang 550000,China )Abstract :Existing remote plasma source systems generally have problems such as low output power ,narrow system load adaptation range and unstable plasma concentration.Based on the analysis of discharge mode and load charac 鄄teristics of TCP cavity ,this paper proposes a segmented high 鄄power remote plasma source system.The improved pow 鄄er circuit improves the output power of the power supply.The separated ignition circuit simplifies the circuit design and improves the degree of freedom ,and the segmented control strategy greatly improves the system load adaptation range ,which can ionize a variety of gases and a wider range of gas flow.The feasibility of the system design is ver 鄄ified by the actual prototype test ,which provides a reference value for the design of plasma power supply.Key words :remote plasma source ;inductive coupling ;TCP ;control strategy收稿日期:2023-12-01;修订日期:2024-03-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(51875213);广东省自然科学基金项目(2214050007061);贵州省省级科技计划项目(ZK[2022]198);贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目(2021083)作者简介:薛家祥(1962—),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为光伏新能源、数字化电源及智能控制。

等离子切割机工作原理

等离子切割机工作原理

等离子切割机工作原理等离子切割机是一种常用于金属切割和焊接的设备,它利用等离子体的高温和高能量特性来实现材料的切割。

下面将详细介绍等离子切割机的工作原理。

1. 等离子体的生成等离子切割机通过电弧放电来产生等离子体。

当电源加电后,电极间产生高电压,使气体中的份子电离,形成等离子体。

常用的气体有氧气、氮气和氩气等。

2. 等离子体的加热等离子体中的电子与离子之间存在着强烈的碰撞,使得等离子体的温度升高。

这种高温等离子体被称为等离子弧,其温度可达数千摄氏度。

等离子弧的高温能够使材料迅速熔化和蒸发。

3. 等离子切割过程当等离子弧与金属材料接触时,高温等离子体味将金属材料加热至熔点以上,并将其表面的金属蒸发。

同时,等离子弧还会产生强大的冲击力,将蒸发的金属吹散,形成切割孔。

这种切割方式被称为等离子切割。

4. 等离子切割机的控制系统为了实现精确的切割,等离子切割机通常配备了先进的控制系统。

该系统可以控制等离子弧的电流、电压温和体流量等参数,以确保切割过程的稳定性和精度。

同时,控制系统还可以根据切割要求进行自动化控制,提高切割效率和质量。

5. 等离子切割机的应用等离子切割机广泛应用于金属加工行业,特殊是在汽车创造、船舶建造和金属结构加工等领域。

它可以切割各种金属材料,如钢铁、铝合金和不锈钢等,具有切割速度快、切口平整、切割质量高等优点。

总结:等离子切割机利用高温等离子体的特性来实现金属材料的切割。

它通过产生等离子弧将金属材料加热至熔点以上,并利用强大的冲击力将蒸发的金属吹散,从而实现切割。

等离子切割机具有切割速度快、切口平整、切割质量高等优点,被广泛应用于金属加工行业。

控制系统的配备使得切割过程更加稳定和精确。

等离子切割机原理

等离子切割机原理

等离子切割机原理首先,等离子切割机通过电弧电离将气体转化为等离子体。

气体就是切割机切割过程中使用的介质,常用的气体有氧、氮等。

在设备的电极间施加高电压,使气体分子发生电离,其中的自由电子与离子形成等离子体。

电弧电离提供了切割所需的高温等离子体。

接下来,等离子切割机利用等离子体进行切割。

由于电弧电离产生的等离子体温度很高,可以达到几千度甚至上万度。

通过喷吹的气体保护等离子体,使得等离子体与金属之间形成稳定的等离子通道。

等离子体放电过程中释放出大量的能量,将材料表面加热到熔点以上并融化,形成熔池。

在等离子体的冲击下,熔池内的金属迅速汽化、气化,形成雾状金属颗粒。

同时,等离子体还能清除熔池中的物质,为切割提供清洁的工作环境。

需要注意的是,等离子切割机需要采用附加气体进行保护。

附加气体一方面可以冷却熔池,另一方面可以将产生的熔渣吹离切割区域,保证切割质量。

常用的附加气体有氧气、氮气等。

氧气主要用于切割碳钢、不锈钢等金属,氮气主要用于切割铝、铜等高导电材料。

附加气体的选择对切割质量和效果有重要影响。

等离子切割机的优点是具有高效、高速、高精度的特点。

高温等离子体的作用下,切割速度快,切割面光滑,精确度高。

等离子切割机还可以对各种复杂形状的金属进行切割,具有很高的灵活性。

同时,等离子切割机还能适应各种厚度的金属板材,具有较广泛的应用范围。

然而,等离子切割机也存在一些问题。

首先,设备造价较高,需要专业操作人员进行操作。

此外,等离子切割过程中会产生大量的金属废料和熔渣,需要进行后处理。

另外,等离子切割机需要使用气体作为介质,对环境造成一定的污染。

总之,等离子切割机是一种利用电弧电离和等离子体技术进行金属切割的设备。

它利用高温等离子体对金属进行融化切割,并通过喷吹气体保护切割过程。

它具有高效、高速、高精度的特点,广泛应用于各种金属切割领域。

等离子切割机原理

等离子切割机原理

等离子切割机原理
等离子切割机是一种利用等离子体来进行金属切割的设备,它通过高温等离子体的作用,能够对金属材料进行高效、精确的切割。

那么,等离子切割机的原理是什么呢?
首先,等离子切割机利用的是等离子体的物理原理。

等离子体是一种由正负离子和自由电子组成的高温气体,它的存在状态介于气体和等离子体之间。

在等离子切割机中,通过高频电流或者其他方式,将气体加热至高温状态,形成等离子体。

这种等离子体具有极高的能量,能够对金属材料进行高效切割。

其次,等离子切割机利用等离子体的高能量特性。

等离子体中的离子和电子具有高速振动的特性,它们的碰撞和摩擦会产生大量的热能,形成高温等离子体。

这种高能量的等离子体可以直接作用于金属材料,使其迅速被熔化和蒸发,从而实现切割的目的。

另外,等离子切割机还利用了等离子体的导电性。

等离子体是一种良好的导电介质,它能够有效地传导高频电流和其他形式的能量。

在等离子切割机中,通过控制等离子体的形成和运动,可以实现对金属材料的精确切割,而且还能够避免对材料表面的损伤。

此外,等离子切割机还利用了等离子体的局部作用特性。

等离子体具有很强的局部作用能力,它能够在很小的区域内产生高温和高能量,从而实现对金属材料的精细加工。

在等离子切割机中,可以通过控制等离子体的形成和作用位置,实现对金属材料的精确切割和加工。

综上所述,等离子切割机利用等离子体的物理特性和高能量特性,通过控制等离子体的形成和运动,实现对金属材料的高效、精确切割。

它是一种先进的金属加工设备,广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域,为工业生产提供了强大的支持和保障。

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理摘要:一、引言二、远程等离子源RPS 的定义和原理1.等离子体的概念2.远程等离子源RPS 的工作原理三、远程等离子源RPS 的应用领域1.材料表面处理2.环境保护3.生物医学四、远程等离子源RPS 的优势和挑战1.优势2.挑战五、结论正文:一、引言随着科技的发展,等离子体技术在各个领域得到了广泛应用。

远程等离子源RPS(Remote Plasma Source)作为一种新型的等离子体发生装置,具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍远程等离子源RPS 的原理及其应用。

二、远程等离子源RPS 的定义和原理1.等离子体的概念等离子体是由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的一种物质形态,具有很高的电导率。

等离子体具有很强的氧化还原能力,可以与物质发生化学反应,实现材料表面处理、环境保护等多种功能。

2.远程等离子源RPS 的工作原理远程等离子源RPS 是一种通过射频或微波电磁波产生等离子体的装置。

其基本原理是利用射频或微波电磁波在腔体内产生高频电场,使得气体分子电离形成等离子体。

由于等离子体与腔体之间有隔离屏障,因此称为“远程”等离子源。

三、远程等离子源RPS 的应用领域1.材料表面处理远程等离子源RPS 可以实现材料表面处理,如去除氧化层、改善润湿性、提高表面活性等。

在半导体、光电子器件等领域具有重要应用价值。

2.环境保护远程等离子源RPS 可用于对有害气体的分解和净化,从源头上控制污染物的排放。

此外,还可以用于水处理,实现水中有机物和无机物的降解。

3.生物医学远程等离子源RPS 在生物医学领域也有广泛应用,如等离子体消毒、创伤愈合、肿瘤治疗等。

四、远程等离子源RPS 的优势和挑战1.优势(1)RPS 可实现远程操作,安全性高;(2)等离子体具有高度集中的能量,处理效果显著;(3)RPS 结构紧凑,易于集成和维护。

2.挑战(1)等离子体的稳定性和控制技术有待提高;(2)RPS 的输出功率和效率有待进一步提高;(3)应用领域扩展需要更多的研究和探索。

PDP基础知识

PDP基础知识

PDP—等离子显示器等离子显示屏,即Plasma Display Panel简称PDP。

是继阴极射线管(CRT)和液晶屏(LCD)之后的一种新颖直视式图像显示器件。

等离子体显示器以出众的图像效果、独特的数字信号直接驱动方式而成为优秀的视频显示设各和高清晰的电脑显示器,它将是高清晰度数字电视的最佳显示屏幕。

在台湾地区被称之为电浆显示屏。

PDP(等离子)的定义PDP(Plasma Display Panel,等离子显示板,台湾地区称为电浆显示)是一种利用气体放电的显示技术,其工作原理与日光灯很相似。

它采用了等离子管作为发光元件,屏幕上每一个等离子管对应一个像素,屏幕以玻璃作为基板,基板间隔一定距离,四周经气密性封接形成一个个放电空间。

放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。

在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。

当向电极上加入电压,放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象。

气体等离子体放电产生紫外线,紫外线激发荧光屏,荧光屏发射出可见光,显现出图像。

当使用涂有三原色(也称三基色)荧光粉的荧光屏时,紫外线激发荧光屏,荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。

当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色,便实现彩色显示。

等离子体显示器技术按其工作方式可分为电极与气体直接接触的直流型PDP和电极上覆盖介质层的交流型PDP两大类。

目前研究开发的彩色PDP的类型主要有三种:单基板式(又称表面放电式)交流PDP、双基板式(又称对向放电式)交流PDP和脉冲存储直流PDP。

PDP绝不是某些LCD厂商预言的“只是一种过渡性技术”,它固有的优势决定了其生命力。

从技术原理看,由于PDP屏幕中发光的等离子管在平面中均匀分布,这样显示图像的中心和边缘完全一致,不会出现扭曲现象,实现了真正意义上的纯平面。

由于其显示过程中没有电子束运动,不需要借助于电磁场,因此外界的电磁场也不会对其产生干扰,具有较好的环境适应性,相信这也是美国军方长期将其用于军事设备的重要原因。

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理
(原创版)
目录
1.远程等离子源 rps 的定义和背景
2.远程等离子源 rps 的工作原理
3.远程等离子源 rps 的应用领域
4.远程等离子源 rps 的优势和局限性
正文
远程等离子源 rps,全称 remote plasma source,是一种产生等离
子体的设备。

等离子体是物质的一种特殊状态,既不是液体也不是固体,而是由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的气体。

在工业和科研领域,等离子体有着广泛的应用,例如在表面处理、材料加工和化学反应等方面。

远程等离子源 rps 的工作原理主要是通过电离气体来产生等离子体。

rps 通常由一个气体供应系统、一个电离器和一个等离子体产生器组成。

气体供应系统负责将气体送入电离器,电离器中的电场会将气体分子电离成离子和电子。

这些离子和电子在电场的作用下加速,形成等离子体。

等离子体产生器负责将产生的等离子体引导到需要的地方。

远程等离子源 rps 的应用领域非常广泛,包括半导体制造、材料表
面处理、环境保护等。

例如,在半导体制造中,rps 可以用来清洗硅片,去除表面的杂质,从而提高硅片的纯度和电路的稳定性。

在材料表面处理中,rps 可以用来增加材料的黏附性,提高涂层的附着力。

在环境保护中,rps 可以用来处理有害气体,例如将二氧化硫转化为硫酸盐,从而减少对环境的污染。

虽然远程等离子源 rps 具有很多优势,例如产生等离子体的效率高、能够远程控制等,但是它也存在一些局限性。

例如,rps 需要特定的气体供应系统,因此设备的复杂性和成本都会增加。

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理对于远程等离子源(Remote Plasma Source,简称RPS),其原理涉及等离子体物理学、离子源技术和电磁学等多个领域。

下面将逐步介绍RPS 的原理,并对其每个步骤进行详细解答。

第一步,了解等离子体的基本概念。

等离子体是一种由等量的正离子和负电子构成、呈电中性的物质。

当气体获得足够高的能量时,电子会从其原子或分子中被剥离,造成正离子和自由电子的共存状态。

第二步,明白离子源的作用。

离子源是将气体中的原子或分子转化为离子的装置。

在等离子体研究和应用中,需要精确控制离子的能量、数目和种类,离子源则扮演着生成所需离子的角色。

第三步,介绍远程等离子源的定义。

远程等离子源是一种通过电磁场切割和收集离子的离子源装置。

它相对于传统的离子源而言,独立存在于离被处理物体一定距离处,并通过等离子体的扩散和输运将离子输送至处理区域。

第四步,探讨远程等离子源的结构。

远程等离子源通常由离子发生器、等离子体输运区和电场收集区组成。

离子发生器用于产生离子,等离子体输运区负责将离子传送至处理区域,而电场收集区则用于从输送区域收集离子。

第五步,阐述离子发生器的工作原理。

离子发生器通常使用直流或射频电源提供高能电子,以碰撞气体分子并将其电离。

这些电离的分子在电场作用下分离成正离子和自由电子,之后通过喷嘴或其他装置进入等离子体输运区。

第六步,介绍等离子体输运区的作用。

等离子体输运区是远程等离子源中的一个重要组成部分,其作用是传输离子并控制其运动。

在输运区内,离子受到电场、磁场和气体动力学等力的作用,进行扩散和输运。

第七步,详细说明电场收集区的原理。

电场收集区是用来从输送区域收集离子的区域。

它通常由一组带有电极的结构构成,离子在电场的作用下被吸引到电极上集中收集。

这种集中收集不仅可以增强离子的流束密度,还可以减少离子与背景气体分子的碰撞。

综上所述,远程等离子源通过将正离子和负电子等离子体收集和输送至指定区域,实现了远程控制和准确定位的离子加工。

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理

远程等离子源rps原理
【原创实用版】
目录
1.远程等离子源 RPS 的原理概述
2.RPS 的工作原理
3.RPS 的优点与应用领域
正文
一、远程等离子源 RPS 的原理概述
远程等离子源(RPS)是一种在等离子体技术中广泛应用的设备,其工作原理是利用射频电磁场对气体进行离子化。

RPS 在工业、科研和医疗等领域具有重要的应用价值。

二、RPS 的工作原理
1.射频电磁场的产生:RPS 通过射频发生器产生高频电磁场,其频率通常在 30kHz 至 13.5MHz 之间。

2.气体离子化:当气体在射频电磁场作用下,气体分子会发生电子跃迁,从而形成等离子体。

等离子体中的离子和电子具有较高的活性,可以与其他物质发生化学反应。

3.离子束的形成:在 RPS 中,离子束的形成主要依赖于加速电场。

加速电场可以使离子获得足够的动能,从而形成高能离子束。

三、RPS 的优点与应用领域
1.RPS 具有离子束能量可调、束径可控的特点,能够满足不同应用场景的需求。

2.RPS 具有较高的离子化效率,能够在短时间内产生大量等离子体,提高工作效率。

3.RPS 的结构紧凑,便于安装和维护,适用于各种工业生产环境。

4.RPS 在工业领域中主要应用于材料表面处理、切割和焊接等;在科研领域中,RPS 可用于等离子体物理研究、薄膜制备等;在医疗领域,RPS 可用于肿瘤治疗、消毒灭菌等。

等离子切割机工作原理

等离子切割机工作原理

等离子切割机工作原理等离子切割机是一种常用于金属切割的设备,它利用等离子体的高温和高能量来实现高效的切割过程。

下面将详细介绍等离子切割机的工作原理。

1. 等离子体的生成等离子切割机通过将气体转化为等离子体来产生所需的高温和高能量。

通常使用的气体是氧气、氮气或者空气。

当气体通过切割枪的电极间形成电弧时,电弧将气体分解成离子和电子,形成等离子体。

等离子体具有很高的能量,可以将金属材料加热到高温并加速其氧化反应。

2. 等离子切割过程等离子切割过程包括预热、穿孔和切割三个阶段。

- 预热阶段:在这个阶段,等离子切割机将电弧聚焦在切割区域上,加热金属材料以达到所需的切割温度。

预热温度的高低取决于所要切割的金属材料的种类和厚度。

- 穿孔阶段:当金属材料达到预热温度后,等离子切割机会自动控制电弧的位置和强度,使其穿透金属材料并形成一个小孔。

这个小孔将成为切割过程中的起点。

- 切割阶段:一旦穿孔完成,等离子切割机会通过控制电弧的挪移路径和速度来实现切割。

电弧在金属材料上挪移时,将产生高温和高能量的等离子体,使金属材料发生氧化反应并形成切割口。

等离子切割机通过控制电弧的参数,如电弧电流、电压温和体流量,来实现不同材料和厚度的切割。

3. 等离子切割机的优势等离子切割机具有以下几个优势:- 高效性:等离子切割机能够快速切割各种金属材料,提高生产效率。

- 精度高:等离子切割机能够实现精确的切割,切割口平整、无毛刺。

- 适合性广:等离子切割机可用于切割不同种类和厚度的金属材料,如碳钢、不锈钢、铝合金等。

- 操作简便:等离子切割机的操作相对简单,只需设置好切割参数并控制电弧的挪移即可。

4. 等离子切割机的应用领域等离子切割机广泛应用于各个行业,包括金属加工、汽车创造、船舶建造、航空航天等。

它被用于切割金属板材、制作金属构件和零部件,以及进行焊接前的准备工作等。

总结:等离子切割机利用等离子体的高温和高能量来实现金属的高效切割。

远程氩等离子体表面灭菌研究

远程氩等离子体表面灭菌研究
s r n l e e d n t e e p rm e t l o d t n ,a d wih e p s r i c e sn ,t e k l r t t o g y d p n so h x e i n a n ii s n t x o u e tme i r a i g h i a e c o n l
一般的等离子体灭菌研究都只限于在放电区进行此区域放电过程中生成的各活性物种电子离子自由基等混合存在同时作用35中发现与放电区相比等离子体远程区的处理能够使材料表面获得更好的改性效果文献810中亦有同样的结论本文将介绍远程氩等离子体对金黄色葡萄球菌的杀灭效果及灭菌动力学并结合远程氩等离子体中不同活性物种电子离子自由基分布的定量测定结果阐明它们各自在灭菌中的作用规律分析灭菌机理材料与方法11菌悬液及样片制备实验所用的金黄色葡萄球菌staphylococcusaureusatcc6538为本实验室的保存菌种挑取典型单菌落接种在斜面培养基上于37培养过夜10mlpbs缓冲液nacl80gkcl02gna2hpo4115gkh2po402g溶于1000ml去离子水中ph72加入斜面试管内反复吹吸以洗下菌苔将菌悬液移至另一无菌试管中振荡使细菌悬浮后用细菌浓度比浊管粗测其含菌浓度并配成每ml将盖玻片进行脱脂处理后漂洗灭菌晾干采用滴染的方法在每个盖玻片上滴001ml12远程氩等离子体处理自行研制的远程等离子体反应器如图所示由进气系统反应室抽气系统和射频电源及电极组射频电源为sy500型晶控射频功率源频率为1356mhzsp型射频匹配器配合采用电感耦合放电且通过调整电感耦合可使电源反射功率接近于反应室为长1m直径45mm4mm的硬质玻璃管其右端法兰盘上有一可开启活动门门上设置进气孔与进气系统连接左端法兰盘上设有抽气孔与抽气系统连接放电发生于感应线圈处等离子体在准理想管式反应器中沿一维方向向远端扩散形成远程等离子体将染菌样片置于等离子体场中距电感线圈中心不同距离称为放电距离用l表示处的载物板上改变放电功率和放电时间进行处理放电气体为纯度体积分数高于9999的氩气梅赛尔北方工

等离子体物理讲义01_等离子体基本性质

等离子体物理讲义01_等离子体基本性质

,直译
成英文就是“to mold”,将流体注入模具实现成型。Langmuir 注意到,
辉光放电产生的电离气体也有成型的特征,因此命名。
1.1 物质第四态
严格来说,等离子体是具有高位能动能的气体团,等离子体的总 带电量仍是中性,藉由电场或磁场的高动能将外层的电子击出,结果 电子已不再被束缚于原子核,而成为高位能高动能的自由电子。一个 有用的定义是,等离于体是带电粒子和中性粒子组成的表现出集体行
考虑等离子体中相距为 的两个带电区域的相互影响, 和 之间 的 Coulomb 力随 而减小.然而,对给定的立体角,即∆ 常数,
中能影响 的等离子体体积随 而增加.所以,甚至相距很远的等 离子体元也存在相互作用力.正是这个长程 Coulomb 力给出了等离 子体种类繁多的可能运动、并且丰富了称作等离子体物理学的研究领 域.
4
为的一种准中性气体。必须确定“准中性(quasi neutral)”和 “集 体行为(collective behavior)”的物理含义.
等离子体态的最特殊的性质,即长程 Coulomb 力使得带电粒子 宏观出一种集体的性质,早已为人们所知,1906 年 Lord Rayleigh 分 析原子的汤姆逊模型中的电子振荡时,大概首次描述了这种性质。集 体行为的含义如下:考虑作用在一个分子上的力,由于分子是中性的、 在分子上不再在净电磁力,而重力是可以忽略的.在这个分子与另一 个分子碰撞前,它不受扰动地运动,这些碰撞支配了粒子的运动.作 用在中性气体上的宏观力通过碰撞传给单个原子.在有带电粒子的等 离子体中,情形就完全不同.当这些电荷到处运动时,它们能引起正 电荷或负电荷的局部集中,就产生了场场.电荷的运动也引起电流, 因而产生磁场.这些场影响了远处其他带电柱子的运动.

等离子切割机的工作原理

等离子切割机的工作原理

等离子切割机的工作原理
等离子切割机是一种利用等离子体进行切割加工的设备。

它的工作原理基于等离子体的性质和作用。

首先,等离子体是一种高度激活的气体状态,其中的电子和离子以高速运动并相互碰撞。

这种碰撞会引起电子从原子中脱离,形成带电的离子和自由电子。

在等离子切割机中,首先需要使用高频电源产生高压放电。

高压放电会激活气体并使其转化为等离子体。

这时,气体中的电子会脱离原子并形成激活态。

接下来,利用等离子体的导电性质,通过切割枪向工件中引入等离子束。

切割枪通过等离子体中的电波场以及磁场进行控制,使得等离子束聚焦在一个小区域内。

等离子束的温度极高,能量极大,可以快速加热和熔化工件。

同时,切割枪还会向工件中喷射辅助气体,例如氧气或氮气。

辅助气体在等离子束中发生热化学反应,进一步加热和喷蚀工件。

这种热化学反应能够在切割过程中迅速溶解和蒸发切割区域的材料。

最后,利用切割枪的运动控制系统,将等离子束沿预定的路径在工件上进行移动,实现切割操作。

切割枪的速度和移动轨迹精确控制,可以实现复杂形状的切割。

总的来说,等离子切割机通过产生和控制等离子体,利用等离
子束的高温和高速能量进行切割加工。

它在金属、合金等材料的切割中具有高效率、高精度和灵活性的优势。

什么是等离子体?(TEPLA)

什么是等离子体?(TEPLA)

315 370 370 410 850 570 530 280 75
3125 1450 3080 928 4000 40003 4.7 7.0 3.1 4.6 10.0
印刷电路板
去胶渣
等离子体去胶渣和回蚀是等离子技术在PCB 领域已经证实的工艺应用。穿过多层电路板 的钻孔会在孔壁上遗留残渣、污渍。必须首 先去除这些污渍才能进行金属化(建立导电 性),气体等离子体易于通过氧和氟化物如 CF4的活化清除穿孔内的残渣,由等离子体 释放的氧和氟的激子通过化学刻蚀作用攻击 树脂污渍,从而使得穿孔得到完全清洁。
而使用湿法化学工艺则在遇到精细穿孔、特 氟隆芯材料或使用在聚酰亚胺基插入件时用 的丙烯酸胶时会呈现不足。对于这些应用, 低压气体等离子体已经被证实是一种优越的 清洁方法。通过独特的电极设计可以保证等 离子处理后 板内、板与板之间、批次与批次 之间出色的均匀性。
特氟隆®活化 特氟隆 活化
特氟隆®(聚四氟乙烯)以其很低的介电常数, 成为一种确保快速信号传播和极好的绝缘性的优异 材料,然而正是由于特氟隆的这些特性,使得它难 于电镀。在对特氟隆表面电镀非电解铜之前,必须 先进行等离子体活化以增加它的表面能,从而使得 铜能被粘附上。通过专有的气体等离子体配方,能 够给特氟隆提供出色的浸润性,并且比使用N2和 H2作为反应气体的常规等离子体处理工艺提供更长 的活化寿命。
在今天制造业领域里材料的选择是极 为重要的,例如有些聚合物,能提供 理想的结构特性而又重量轻、强度高、 可模压并且最重要的是廉价,然而这 种基体特性的标准定义又常常跟需要 的表面性质相冲突。粘结邦定、灌装、 封装和喷墨标识对于大多数聚合物来 说是困难的,用于制作密封和O形圈的 弹性体,本身具有较高的摩擦系数, 而免疫分析和细胞培养板只具有有限 的生物反应.

ALD技术的发展及应用

ALD技术的发展及应用

ALD技术的发展与应用摘要:随着微电子行业的发展, 集成度不断提高、器件尺寸持续减小, 使得许多传统微电子材料和科技面临巨大挑战, 然而原子层沉积(ALD)技术作为一种优异的镀膜技术, 因其沉淀的薄膜纯度高、均匀性及保行性好, 还能十分精确地控制薄膜的厚度与成分,仍然备受关注并被广泛应用于半导体领域。

本文简要介绍了ALD技术的原理、沉积周期、特征、优势、化学吸附自限制ALD技术及ALD本身作为一种技术的发展状况(T-ALD,PE-ALD和EC-ALD 等);重点叙述了ALD技术在半导体领域(高k材料、IC互连技术等)应用。

最后,对ALD未来的发展应用前景进行了展望。

关键字:原子层沉积;薄膜沉淀;高K材料;铜互连The Develpoement and Application of ALD TechnologySu yuanSchoolofMicroelectronics,XidianUniversity, Xi’anShanxi710071Abstract:The latest development of atomic layer deposition(ALD)technology was tentatively reviewed .ALD has been widely used in fabrication of electronics chips because ALD is capable of depositing highly pure homogenous films with well-controlled film thickness and chemical contents .The discus-sions focused on :i)the principle of ALD technology ,its characteristics,and technical advantages ;ii)the mechanisms of chemical self-limiting(CS) and possible ways to achieve ALD , such as thermal-ALD(T-ALD), plasma-enhanced ALD(PE-ALD), electro chemical ALD(EC-ALD), and etc.i;ii)its applications in synthesis ofhigh k materials , interconnecting materials for integrated circuit(IC).The development trends of ALD technology and its potential applications were also briefly discussed.Keyword:ALD ;Film-Deposition ; high-k material ; Cu-Interconnecting一、引言随着半导体工艺的不断发展,基于微结构的集成期间在进一步微型化和集成化,特征尺寸已经缩小到了亚微米和纳米量级。

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远程等离子与直接等离子对比 不同实验室的研究结果一致表明, 两种等离子沉积方法都会导致相似的优良的氮化硅层的块 体钝化性能。 远程等离子系统的表面钝化质量已经得到验证, 并与高电阻率发射极日益相关, 同时还有工 业界正在探索当前 ALBSF 替代技术的更薄的电池。 表面无离子轰炸 在直接等离子中, 电池是电路的一部分, 并且在其它因素中它的沉积速率和折射率取决于电 池与等离子电极连接的优良性,此特征不使用语远程等离子系统。在远程等离子中,镜片和 载体与等离子的形成没有任何关系。直接等离子的离子能量在 20--300eV 之间,远程等离 子的电子能量<15eV。 (注意,硅的晶格破坏能为 16eV) � 直接等离子系统在基底上形成自偏压,能够加速离子和表面的离子轰击; � 直接等离子系统中发生的一些表面破坏,不会出现在远程等离子中; 均匀性良好 � 在远程等离子中,晶片和载体能在沉积中去除,使得内联过程均匀性十分良好; � 直接等离子系统有某种非均质性,作为一个不同的电流影响厚度; � 远程等离子系统比直接等离子系统更好,其均质性在+/- 4 to 5%; 过程稳定性和再现性突出 � 远程等离子系统对晶片周围寄生沉积(直接等离子)系统的敏感性更低; � 在长时间(>80h)过程中,远程等离子系统没有清洗或过程参数调整的打断; � 在直接等离子系统中,电极阵列上的厚氮化硅层改变了它们的电性能,继而影响沉积。 气体利用率更高 � MW 等离子(等离子能量相同时)具有高的离解率,引发形成层的 SiHx 或 NHx 基 � 直接等离子较差的气体利用率源于其脉冲等离子, 90%的气体多少有些不在等离子中 (没有消耗) 晶片处理更方便 � 内联 PECVD 设备能方便的整合到自动操作生产线; � 一炉 SiN 中的大多数差错和问题源自处理问题。 间隔时间更短 � 内联载体清洗比炉型更便宜(1:3) � 炉系统中存在正常运行时间的某些损失,因为更换石英 下面是一份拥有成本总结, 包括了所有的消耗, 一个 7 年的摊销期和在澳大利亚操作维修机 器必须的人工成本。 (摘自促成购买 R&R SiNA 系统的 BP Solar 的 CoO 分析。 较之于我 们基于德国人工和设施成本的计算,远程等离子系统的数字更低。 ) 直接 CoO 远程 CoO 不同方面的 8.0 总结 远程等离子系统 未来浅放射极和更薄晶片 拥有成本 均匀性 废气排放和处理 气体利用率 生产量 更好 更好 更好 更好 更好 更好 USD/watt USD/watt $0.057 $0.027
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