扫描电镜SSX-550真空故障分析三例

　　岛津产的扫描电子显微镜(SSX-550)在我们国家销售仅 10 年，有关该扫描电镜的原理和故障分析在国内的杂志上介绍很少。

　　根据近 10 年的使用，我们逐步介绍该电镜出现的故障，此次介绍该电镜的真空部分的一些故障。

　　1　工作原理

　　首先对该电镜的真空控制原理进行简单地分析，控制框图如下图 1[1]。

　　真空板(SVAC)的进入电源有 4 组，分别为+24V、±15V 和 +5V，通过插头 J21，J22 送入，如图2 所示。

　　检测输入端由 J1 的 1 脚输入，真空度的检测由皮拉尼计完成，检测信号经过一组运放放大。放大后的信号分别由四组比较器组成换样品、Pi0.1Pa、Pi30Pa、Pi105Pa 的比较电路。分别参照比较电位：-0.1V、-1V、-4V，具体电路如图 3：

　　此四路信号接入编程控制器，然后根据设定的程序执行。

　　2　故障分析

　　故 障 1：超 过 规 定 的 机 器 抽 真 空 时 间，显示“Timeout of the chamber pre-pumpingoccurred”。

　　根据提示，分析故障的现象，我们首先对外部条件进行检查。水流量和气压均正常。检查测温电阻(90℃)，测量 IC：EMP7192QC 的 31 脚是正常的，如下图 4 所示。

　　排除以上 3 个条件后，我们再检查皮拉尼计，皮拉尼计的电阻为 12 欧姆正常(J1 的 1，2 脚)，检查比较器的比较电压，分别为 -0.1V、-1V、-4V，均正常。经过大约 37 分钟后，测量 Pi0.1Pa 运算放大器A2B 的 7 脚电位没有变化。A1B 的 7 脚也没改变。故怀疑 Pi 检测头有故障，我们打开了皮拉尼真空计，发现该真空计内粘满油，用酒精清洗后，真空恢复正常。

　　故障 2：真空已达到“Operator”操作状态，但是灯丝使用只能维持 10 ～ 40 分钟。

　　出现该现象前，扫描电镜管路曾返油，经过清洗管路，按照规定补充 RP 泵油后开机，真空按规定时间达到“Operator”，然后加高压;老化灯丝、加灯丝电流饱和均正常。但是第 1 个灯丝仅使用了 10 分钟就断了，更换新灯丝，第 2 个灯丝仅使用了 30 分

　　排除以上 3 个条件后，我们再检查皮拉尼计，皮拉尼计的电阻为 12 欧姆正常(J1 的 1，2 脚)，检查比较器的比较电压，分别为 -0.1V、-1V、-4V，均正常。经过大约 37 分钟后，测量 Pi0.1Pa 运算放大器A2B 的 7 脚电位没有变化。A1B 的 7 脚也没改变。故怀疑 Pi 检测头有故障，我们打开了皮拉尼真空计，发现该真空计内粘满油，用酒精清洗后，真空恢复正常。

　　故障 2：真空已达到“Operator”操作状态，但是灯丝使用只能维持 10 ～ 40 分钟。

　　出现该现象前，扫描电镜管路曾返油，经过清洗管路，按照规定补充 RP 泵油后开机，真空按规定时间达到“Operator”，然后加高压;老化灯丝、加灯丝电流饱和均正常。但是第 1 个灯丝仅使用了 10 分钟就断了，更换新灯丝，第 2 个灯丝仅使用了 30 分钟，第 3 个灯丝使用了 40 分钟，第 4 个，第 5 个灯丝都在 40 分钟左右坏了。取下损坏的灯丝仔细观察，发现灯丝座大面积烧黑，但我们在观察时显示的灯丝电流正常。为此我们怀疑真空的检测有问题，于是我们取下皮拉尼头进行观察，该头上有大量的油，用酒精超声波清洗，再把缓冲罐清洗后复原，开机正常。