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[工仪] 全球首拆!JEOL(日本電子)JSM-5600LV扫描电镜电子枪

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发表于 2020-7-19 17:59:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

认识众多玩家高手/拆客/DIYer,查阅更多资源,一起学习技术知识

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作者声明:本文版权所有归liukai163个人所有  未经本人同意禁止任何形式转载与转发!


大家好~我又来拆电镜了!
上次给大伙拆了JSM-5600的EDX能谱分析仪,今天给大伙拆一下这个镜子的电子枪吧。
为啥要拆电子枪呢?这个话题要从遥远的2019年说起.............那时还没有疫情爆发,那时还没有过年放假,深圳一位老大哥看我折腾的难受,于是说要支援我半套残废的镜子直接研究,于是乎镜子就在今年4月份到家了。
但是呢这玩意没有驱动部分,没有电控部分也没有图纸手册,所以想要知道电子枪上这一大把电缆的连接定义,就只能拆了................

这套镜子到家之后经过别扭的拆解,上楼组装真空系统,从到处漏气收拾到能抽到5e-6Torr,难为了我一个多月,眼看着收拾利索的真空系统要拆解破坏从新来调,心情格外蛋疼但是不拆也没办法,找不到接线定义等于废铁,最后纠结一个多月(其实是懒癌晚期)决定开干!

废话不多说了上图   各位开始看戏


首先上图镜子组装完之后镜体和自己焊接的不锈钢角铁机架(电控部分还没做只做了真空系统逻辑控制部分)
0.1.jpg
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电子枪顶端灯丝仓,打开可以看到里面的韦氏冒(栅极)里面包裹的是灯丝
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透过电子枪真空管路接口向内看,可以看到电子枪的两个电极——栅极和阳极
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韦氏冒拔下来可以看到里面的灯丝,放大可以看到发叉型灯丝的尖端在栅极孔的正中心
3.jpg
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OK   开拆电子枪本体,电子枪总览
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去掉灯丝栅极组件的阳极帽部分
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特写,可以看到阳极帽上被电子打过的痕迹,可以猜测这个镜子用的时间不算短
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拆掉第一级镜筒组件,可以看到第一层电子透镜(电子透镜用来汇聚电子束)
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第一级电子透镜光栅特写
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拆掉螺丝拿出第一级电子透镜和阳极帽总成,可以看到里面的电子透镜线圈
11.jpg

线圈特写,此组线圈用来对电子枪的电子束光斑进行形变矫正,每次更换灯丝之后阴极(灯丝)栅极相对于阳极的位置就会发生微小的变化。
这些变化会导致电子束打在最终样品上的光斑由圆形变成椭圆形,导致电镜在高倍率(10000X)下相场模糊或者被观测物体有形变
这时就需要用到这两组线圈来校正光斑,使光斑达到最完美的圆形来消除这种畸变
12.jpg

阳极帽特写,灯丝通电被加热后电子会溢出在韦氏冒(栅极)周围形成电子云,在阳极电场的吸引下高速射出行程电子束
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阳极组件和光栅管
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拧开阳极帽后看到电子枪校正线圈组的真面目,该组线圈由两组组成每组线圈又分为X和Y两个方向
给不同线圈施加电压从而达到校正的目的
16.jpg
17.jpg
18.jpg

第一组拆解完毕,接下来的一组镜筒内是聚焦电磁透镜组
该组线圈由两个聚焦线圈组成,硕大而厚实的线圈可以提供强有力的磁场将电子束聚焦到几nm的光斑,从而达到200000X的放大倍率
19.jpg

线圈特写
20.jpg

拆掉聚焦线圈组后,就看到了最核心的扫描和相差校正线圈组,该组线圈外面铁壳内还有一组物镜线圈
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电子束射出聚焦透镜组后,进入扫描线圈组的光栅
22.jpg
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拆开聚焦透镜组后端的盖板,里面还有一个手动光栅组件,该组件可以人为选择电子束的光斑直径
24.jpg

光栅背面特写
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光栅正面特写,以看到两个光栅上都有电子束打过的痕迹,而且颜色都不相同很好看
眼尖的您能看得到光栅孔的位置吗?
26.jpg

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 楼主| 发表于 2020-7-19 17:59:59 | 显示全部楼层
书接上文拆电子枪

光栅组件拆完之后,有个奇怪的结构类似涡旋压缩机的转子一层一层围绕在光栅杆外围
28.jpg
29.jpg

考虑良久分析之后,想到这个结构部件的可能用途之一是吸收打在光栅板上的溅射电子,防止溅射电子被带入下一级电子透镜和光栅
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聚焦透镜组出射光栅
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扫描透镜组入射光栅
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取出光栅头后的扫描透镜组件和物镜总成
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物镜(本质是一个锥形电磁线圈)
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拆掉物镜外壳后内部的结构
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物镜外壳锈蚀严重
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值得庆幸的是物镜光栅是纯紫铜的并没有受到腐蚀
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被电子溅射形成色斑的物镜镜筒
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物镜镜筒光栅
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小心翼翼的抽出扫描线圈组件
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组件内各类电磁透镜的极靴管
43.jpg


线圈组特写,从左至右依次为:第一级辅助聚焦线圈,像散修正线圈组(8枚空心小线圈),扫描线圈,第二级辅助聚焦线圈
44.jpg
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像散修正线圈组特写
46.jpg

整个透镜组特写   
47.jpg
48.jpg

最后上图描述一下,如何查找每组线圈对应的接线和功能——热成像!
是的,利用电流在线圈内会发热的原理,给线圈施加500mA的电流,然后用热成像观察发热的线圈,从而得出接线端子和线圈的对应关系
49.jpg
50.jpg


通过给线束相同的接头,通电利用热像观察,就可以准确的分析出正在通电的接头和线圈的对应关系
这样就能快速准确的理清这一大堆插头连线的功能
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297A7B674177A1BA612161564D89C9F8.jpg
56F0094137C5577AC787080FDC56150E.jpg
7B69C531AF94B9EB535C2186974E3B47.jpg

这是一天折腾之后摸索出的所有线圈接线和功能
51.jpg

最后回到家里将电子枪组装起来,抽真空实验结果,还好没有作孽,真空度轻松的达到了3e-5Torr
000.jpg      


至此,全剧终。各位看官下期节目在会



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发表于 2020-7-19 18:23:42 | 显示全部楼层
高大上的东东  开眼
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发表于 2020-7-19 18:48:48 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
牛掰了,前排围观
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发表于 2020-7-19 18:51:35 | 显示全部楼层
这东西拆了还能完好的装回去嘛
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发表于 2020-7-19 18:58:52 | 显示全部楼层
太高大上的东西了,看了好爽
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发表于 2020-7-19 18:58:52 | 显示全部楼层
高端大气上档次,这零件真漂亮
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发表于 2020-7-19 19:01:10 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
这得多高的学问才能看懂并且解释出来功能构造啊!站在这里我就像小学生听天书一样,只能凑个热闹了
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发表于 2020-7-19 20:02:21 | 显示全部楼层
收来就只有筒子没有底座的么?

我这有个类似的东西判断线圈对应关系可没热成像那么硬核, 用的是一根刺针。
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发表于 2020-7-19 20:10:23 | 显示全部楼层
后排围观大佬
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发表于 2020-7-19 20:11:27 | 显示全部楼层
放大倍数比光学高了很多,电子束扫描成像。顺便热像仪也都是土豪工具,大点屏幕的一定不便宜。
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发表于 2020-7-19 20:30:06 | 显示全部楼层
这货牛叉,看了半天没看明白
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发表于 2020-7-19 21:51:47 | 显示全部楼层
绝对是很高大上的奢侈东西了了
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发表于 2020-7-19 22:07:23 | 显示全部楼层
有点象显像管的原理
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发表于 2020-7-19 22:48:48 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
liukai163 发表于 2020-7-19 17:59
书接上文拆电子枪   
光栅组件拆完之后  有个奇怪的结构类似涡旋压缩机的转子一层一层围绕在光栅杆外围


里面的灰尘什么有影响不?全空能上,灰尘个人难度大啊
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发表于 2020-7-19 23:21:15 | 显示全部楼层
真的精细啊
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发表于 2020-7-20 09:29:06 | 显示全部楼层
真牛b,开眼界了,必须赏!!
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发表于 2020-7-20 09:32:25 | 显示全部楼层
楼主这个技术可以搞科研 做其他的工作就浪费了这个学识
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发表于 2020-7-20 11:51:17 | 显示全部楼层
这东西太专业了,膜拜中
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发表于 2020-7-20 12:06:00 | 显示全部楼层
这个这么摆这么直接用手拿会不会有影响?
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