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DCスパッタ装置自作について
- DCスパッタ装置の自作に挑戦中の方へ、プラズマ放電の起きない原因や真空度の影響について解説します。
- DCスパッタ装置の自作でプラズマ放電が起きない場合、真空度が低い可能性や電圧が高すぎる可能性が考えられます。
- 具体的な原理やパッシェンの法則を考えると、真空度がある程度悪くても放電が起きるはずですが、確認が必要です。
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- 2SB110
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再度No.2です。 おそらく、普通の車のイグニッションコイルは50kHzでは極端に能力が減少しているはずです。イグニッションコイルはスパークを出す前にバッテリの電圧でコイルに電流を流し、その電流を一気にOFFすることで高圧を発生する動作をします。言ってみれば、電流を貯めていって一気に放出することでLdI/dtなる高圧を発生するのです。従って、「電流を貯める」時間が必要です。これは次のスパークまでの時間として設計されているので、msec以上の長さを想定しています。 なので、本来の使い方をするなら100Hzくらいが上限なはずです。実際、４サイクル４気筒エンジン用の一般的なイグニッションコイルでは6000rpmくらいからスパークが弱くなり始めます。これは100Hzに相当します。 一方、単なるトランスとして使うこともあります。CDIはその好例です。だとしてもトランスには自己共振周波数があって、その周波数以上では性能が極端に落ちます。50kHzで駆動しているということでは相当もったいないことになっているのではないでしょうか。（20kV出るはずが1kVも出ていないとか） 今は入手が難しいですが、ブラウン管テレビに使うフライバックトランスがこのような用途には最適です。ものによっては整流ダイオード内蔵というものもあります。周波数は15.75kHzで最適になるように設計されています。 チェンバの強度は計算式を探して材料の諸元を入力すれば得られますが、あちこちの「つなぎめ」でリークが発生しやすいので気になりました。
お礼
ご回答ありがとうございます。 確かエンジンの点火においてスパークの放電時間が、エンジンの性能を決めると聞いたことがあります。あまり放電時間が短すぎると不完全燃焼を引き起こすなどと聞いてます。 となると、イグニッションコイルのスイッチング周波数は確かに低いですね。 一応、自作回路の発振周波数を700Hz～1kHzの間くらいで調整出来るように作ったのですが、このぐらいの周波数が妥当でしょうか？ チャンバーの圧力はあるアクリル専門サイトの計算式で求めたところ、2.23MPaまでなら耐えれると出たので、大丈夫かと考えてます。
- 2SB110
- ベストアンサー率59% (16/27)
No.2です。 イグニッションコイルの出力にフィルムコンデンサをつけただけだと単にパルス振幅が減るだけで直流にはなりません。整流用の髙耐圧ダイオードを通してコンデンサにつなげば直流になりますが、うまくプラズマが立って電流が流れると電圧が下がって来ます。イグニッションコイルの限界です。少しでも改善するためにはイグニッションコイルのドライブ周波数を上げるしかありません。バイク用とかの高回転対応コイルでもせいぜい300Hzくらいまでしか考慮していないと思います。本当はこれの３倍とか４倍の周波数が欲しいところです。
お礼
ご回答ありがとうございます。 整流ダイオードも必要でしたか…どうにかして手に入れてみます。 ドライブ周波数に関しては、むしろ上げすぎか心配なくらいで、50k～60kHzでドライブしています。 また、真空チャンバは円柱のアクリル材質なのですが、肉厚3mmだと真空度10paはマズいでしょうか…？
- kimamaoyaji
- ベストアンサー率26% (2802/10380)
お礼
ご回答ありがとうございます。 内部抵抗が大きい方がアークになりづらいというのは知りませんでした。 一応、Arガスを入れずに大気（N2）で行おうと考えています。 パルスを平滑するために、フィルムコンデンサを付けることも検討してみます。