УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ

Устройство автоматического травления (УАТ) предназначено для изготовления игл из вольфрамовой проволоки различной формы методом электрохимического травления в растворе щелочи (мыльный раствор) с радиусом закругления острия на уровне 0.1-0.2 мкм для использования в СЗМ. Устройство может работать в двух режимах:

  1. Работа под управлением РС
  2. Автономная работа под управлением внутренней памяти и встроенной панели управления

Устройство автоматического травления

А — узел травления, В – электронный блок управления;
1 — винт вертикального перемещения, 2 — держатель кольца нажимной,
3 — держатель заготовки, 4 — кольцо из нихромовой проволоки, 5 — ванночка с раствором,
6 — панель управления электронного блока, 7 — питание +12 В,
8 — вход USB от ПК

Устройство состоит из физического блока и контроллера.

 

Основные функции:

  1. Движение иглы по вертикали при помощи шагового двигателя.
  2. Выработка напряжения синусоидальной формы или постоянной величины для процесса электрохимического травления иглы.
  3. Измерение протекающего тока травления и прекращение подачи напряжения при соблюдении определенных условий.
  4. Передача и контроль параметров процесса травления в ПК по интерфейсу USB.  

 

Травление происходит под управлением электронного блока (В), соединенного с корпусом узла травления (А) при помощи кабеля. Блок управления получает питание от сетевого адаптера и соединяется с компьютером по каналу USB.

Травление происходит по заранее записанному методу, который задает параметры сигнала, подаваемого на электрод и алгоритм перемещения заготовки. Происходит процесс перетравливания вольфрамовой проволоки и образования острой иглы. Контроль травления осуществляется автоматически, а установленные программно параметры травления позволяют создавать кончик зонда определенной формы. Заточенные таким образом вольфрамовые иглы применяются в зондовом микроскопе.

Установка может работать как под управлением ПК, так и автономно. При автономной работе выполняется метод, записанный в память электронного блока, а управление процессом травления осуществляется при помощи его панели управления (6). Для того, чтобы записать новый метод в память электронного блока, необходимо установить его связь с ПК.

 

Функциональная схема УАТ представлена ниже.

scheme

Функциональная схема устройства автоматического травления

 

Технические параметры

Амплитуда напряжения травления ±10 В
Форма выходного напряжения периодическое или постоянное
Максимальный ток травления 200 мА
Частота напряжения травления 0,10- 100 Гц
Тип шагового двигателя 2-х фазный
Ток фазы 200 мА
Тип процессора PIC 18F26J50 со встроенным АЦП
Разрядность ЦАП и АЦП 12
Интерфейс USB-2.0
Материал заготовки иглы вольфрамовая проволока диаметром 0.15 мм
Диапазон перемещения по вертикали 25 мм
Время травления иглы от 40 с до 3 мин