Plasma-Technik

Robust.

In der Plasmaphysik müssen Hochfrequenzverstärker und -generatoren zum Teil extreme Fehlanpassungsbedingungen der Last verkraften. Insbesondere bei breitbandigen Stufen ist dies eine Herausforderung, der wir uns gerne stellen. Unsere robusten Endstufen tragen diesen Anforderungen durch angemessene Dimensionierung und intelligente Schutzmechanismen Rechnung.

Effizient.

Die Hochfrequenzgeneratoren verwenden moderne und effiziente Verstärkerstufen. Beide Eigenschaften – die Robustheit und die Effizienz – haben wir sorgfältig ausgewogen.

Smart.

Die HF-Generatoren und die MatchingCubes sind mit Mikro-Controllern ausgestattet, um sie in jedem Augenblick sicher und zuverlässig zu steuern. Eine ganze Reihe von hilfreichen Eigenschaften bringen die Geräte mit oder können optional ergänzt werden:
– internes und externes Pulsen
– externe Signalübernahme
– automatisches Anpassen
– serielle und anloge Schnittstellen, sowie Profibus
– Frequenzanpassung (FST)

Damit sind unsere HF-Generatoren, MatchingCubes, Filter, HF-Umschalter geeignet für verschiedenste Anwendungen:
– kapazitiv gekoppelte Plasmen
– induktiv gekoppelte Plasmen
– plasmainduzierte Materialabscheidung (PECVD)
– Plasmapolymerisation
– Aktivieren von Oberflächen
– Plasmadesinfektion
– Plasmaätzen

Für die Anwendung des elektrischen Asymmetrie-Effektes haben wir eine Reihe von Geräten, die daraufhin optimiert sind.

Elektrischer Asymmetrie-Effekt

Sind die Elektroden einer Plasmakammer unterschiedlich groß,  so stellt sich eine Gleichspannung – die DC-Bias – ein. Die DC-Bias ist also einer mechanischen Asymmetrie geschuldet.

Nun kann man nicht nur eine Signalquelle verwenden, sondern zwei oder drei, wobei die zweite auf der doppelten Frequenz der ersten arbeitet und die dritte auf der dreifachen Frequenz der ersten. Dann stellt sich ebenfalls eine DC-Bias zwischen den Elektroden der Plasmakammer ein. Sind die Frequenzen phasenstarr gekoppelt, so kann man die DC-Bias kontrollieren.  Dies bezeichnet man als elektrischen Asymmetrie-Effekt. Mit ihm kann man die Ionenenergie unabhängig vom Ionenfluss einstellen.

Eine populärwissenschaffentlichen Artikel zum EAE finden Sie hier.

Eine ganze Sammlung von wissenschaftlichen Veröffentlichungen finden Sie hier.

Frequenzanpassung

In der überwiegenden Zahl der Anwendungen sorgt ein Anpassnetzwerk (Matching)  für die Anpassung der Plasmakammer an den HF-Generator. Üblicherweise besitzt das Matching zwei variable Kondensatoren. Deren Kapazität wird durch Drehen mittels Motoren variiert. Allein das mechanische Einstellen der Kondensatoren braucht Zeit.

Daneben kann man mit festen Kondensatoren arbeiten und die Frequenz variieren. Weil hier keine elektromechanischen Komponenten beteiligt sind, kann somit die Abstimmung schneller erfolgen. Vorteilhaft ist auch, dass Festkondensatoren kostengünstiger sind als variable Kondensatoren. Dem steht der Nachteil gegenüber, dass die Abstimmung bei der Frequenzanpassung mitunter etwas schlechter ist. Das liegt daran, dass nur ein Freiheitsgrad existiert: die Frequenz.

13,56 MHz Generatoren

Alle 13.56MHz-Generatoren RFG-13-xxx haben wir als robuste und effiziente Generatoren – je nach Leistungsklasse – in unterschiedlichen Gehäusen entwickelt. Die Generatoren erfüllen die besonderen Anforderungen für die Anwendung des elektrischen Asymmetrie-Effektes.

Produktinfo RFG-13-xxx

Produktinfo RFG-13-xxx Shoebox

Breitband-Generatoren

Unsere Breitband-Generatoren geben Ihnen mit der Frequenz einen zusätzlichen Freiheitsgrad, um Ihre Anwendung zu optimieren. Optional können diese Generatoren mit der Option „Frequenzabstimmung“ ausgestattet werden. Das erlaubt es, mit einem kostengünstigen Festmatch zu arbeiten.

Produktinfo RFG-BB

LF/HF/VHF Generatoren

Die zumeist genutzte Frequenz bei Hochfrequenz gezündeten Plasmen ist 13.56 MHz. Mitunter können aber höhere und tiefere Frequenzen für den jeweiligen Plasmaprozess Vorteile bieten. Darum bieten wir Ihnen Generatoren, die auf den anderen ISM-Frequenzen (Industrial, Scientific, Medical)  arbeiten: 27.12 MHz und 40.68 MHz. Aber auch darüber und darunter. Der modulare Aufbau unserer Generatoren erlaubt es, die Arbeitsfrequenz ohne großen Aufwand zu verändern.

Produktinfo RFG-xx-100-L

Produktinfo RFG-xx-300-L

Optionen

Externes Pulsen

Die Generatoren können ein gepulstes Hochfrequenzsignal abgeben. Pulslänge und Periodenlänge können eingestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Generator extern zu pulsen. Dafür muss das Gerät mit der Option externes Pulsen ausgerüstet sein.

Externer Oszillator

Mit der Option externer Oszillator können die Generatoren das TTL-Signal eine externen Signalquelle übernehmen. Wahlweise kann auch ein externes Sinussignal verwendet werden.

Fernsteuerung

Alle Generatoren besitzen eine serielle Schnittstelle. Über diese können die Geräte vollständig ferngesteuert werden. Die Schnittstelle unterstützt zwei Protokolle: ein ASCII-Protokoll und ein Binärprotokoll. Eine eigne Software für die Fernsteuerung der Generatoren steht zur Verfügung.

Eine Analogschnittstelle ist optional erhältlich.

Eine Profibus-Schnittstelle können Sie in Kürze als Option erhalten.

MatchingCube

Der MatchingCube ist ein Anpassnetzwerk in L-Konfiguration. Er ist geeignet für die Verwendung an kapazitiv gekoppelten Plasmen (CCP) und an induktiv gekoppelten Plasmen (ICP).

Die beiden Kondensatoren lassen sich mittels Schrittmotoren in ihrer wirksamen Kapazität verändern. Ist durch die Variation der beiden Kondensatoren keine Anpassung  zu erzielen, kann die Induktivität L verändert werden. Dazu können einzelne Windungen entfernt oder kurzgeschlossen werden. Sie werden nicht nur kurzgeschlossen und bleiben nicht offen, was die Abstimmung beeinflussen würde.

Der MatchingCube misst die am Ausgang anliegende Gleichspannung: die DC-Bias. Sie kann über die Schnittstelle abgefragt werden.

Produktinfo MatchingCube

Leistung

Ein Anpassnetzwerk ist begrenzt durch die Spannungsfestigkeit der verwendeten Kondensatoren und den maximalen Strom, den die Spule und die Kondensatoren führen können. Häufig stellt sich jedoch die Frage, ob ein Matching für eine bestimmte HF-Leistung geeignet ist. Das Element das Leistung mit Strom und Spannung in Beziehung setzt, ist die Lastimpedanz. Die Lastimpedanz der Plasmaanlage wird bestimmt durch viele Details der Anlagenkonstruktion, z.B. die Größe der Elektroden und der Abstand zwischen den Elektroden. Wenn Sie die Lastimpedanz abschätzen können, dann werden wir gerne eine Simulation durchführen, um zu erkennen, welcher MatchingCube für Ihre Anlage geeignet ist.

Optionen

AutoMatch

Der MatchingCube kann mit einer AutoMatch-Funktion ausgerüstet werden. Ist das Gerät mit dieser Option ausgerüstet, so wird das automatische Auffinden einer Anpassung unterschützt. Es kann nötig sein, einige Parameter für die automatische Abstimmung einzustellen. Das ist durch die Fernsteuer-Software leicht möglich.

Beim Design haben wir darauf geachtet, dass die AutoMatch-Funktion auch bei kleiner HF-Leistung gut funktioniert.

Fernsteuerung

Der MatchingCube besitzt eine serielle Schnittstelle. Diese Schnittstelle  kann entweder mit einem barthel HF-Generator verbunden werden oder mit einem PC.  Ist der MatchingCube mit einem barthel HF-Generator verbunden, so können die wichtigsten MatchingCube-Einstellungen über das Front-Panel des Generators vorgenommen oder seinerseits über die Fernsteuer-Software des Generators. Ist der MatchingCube an einen PC angeschlossen, so können alle Einstellungen mit der Fernsteuer-Software vorgenommen werden. Eine LabVIEW-VI (National Instruments) können wir Ihnen zur Verfügung stellen.

Optional ist eine Analogschnittstelle verfügbar.

Natürlich können Sie den MatchingCube auch ohne Steuerung, also völlig autark verwenden.

Multikanal-Signalgenerator PHS

Das Chassis des Multikanal-Signalgenerators PHS kann vier bzw. acht PlugIns aufnehmen und ansteuern. Jedes PlugIn erzeugt ein Signal bestimmter Frequenz. Die Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Signalen sind einstellbar; und das nicht nur bei gleicher Frequenz, sondern auch bei doppelter, dreifacher, n-facher Frequenz. Damit ist der PHS für die Anwendung des elektrischen Asymmetrie-Effektes geeignet.

Produktinfo Signalgenerator PHS

Filter

In der Plasmaphysik sind Filter immer dann vonnöten, wenn mehrere Frequenzen verwendet werden; im weiteren Sinne gilt das auch für einen Gleichspannungsgenerator, der zusammen mit einem HF-Generator eingesetzt wird. Sie finden bei uns eine Reihe verschiedener Filter:

  • Hochspannung (DC) / HF
  • eingebaute HF-Filter
  • HF-Filter im eigenen Gehäuse

barthel HF-Generatoren und Anpassnetzwerke können mit eingebauten HF-Filtern ausgerüstet werden, um sie für die Anwendung des elektrischen Asymmetrie-Effektes zu optimieren.

HF-Schalter

Wollen Sie einen HF-Generator wahlweise mit verschiedenen Plasmakammern verbinden, so bieten wir Ihnen hierfür die passenden Koaxialschalter.

Produktinfo HF-Schalter

Manchmal genügen flexible Produkte mit einer ganzen Reihe von verfügbaren Optionen nicht aus, um eine optimale Lösung für ein Problem zu realisieren. Dann entwickeln wir gerne Lösungen nach Vorgabe durch den Anwender und in enger Zusammenarbeit.

Sehen Sie hier ein Beispiel.

Sprechen Sie uns an.

Neben der Entwicklung und Herstellung von modernen Geräten bieten wir auch einen Reparaturservice von Produkten anderer Hersteller an (u.a. AMT Herley, Dressler).

Weitere Informationen finden Sie hier.