1、真空知識培訓田曉智2011. 3真空環境真空如何獲得Sputter 設備真空如何測量真空檢漏真空應用真空應用空空空真真 真真真高高 粗低高超極1010Pa10 5 10 3pa10 3lOTPa101 10-6Pa10一6 10-loPa（真空輸送）（真空干燥）（真空冶金、真空鍍膜）（空間環境模擬）（離子加速器，熱核反應）1.真空簡介2.真空如何獲得3.真空如何測量4.真空檢漏5.真空鍍膜種類6.sputter設備簡介真空的概念:1. “真空” 一詞來自希臘語，原木是“虛無”的意思。2. 真空”定義：在給定空間內，低于一個大氣壓的氣體狀態。3. 不同的貞空狀態，就意味著該空間具有不同的分了數密

2、度。在標準狀態下:(STP：即0C, 101325Pa)氣體的分子數密度為 2. 6870X 1025/3 ( 2. 6870X 1019cnr3 )5,夕卜太空 1 q-14完全亞有氣體的空間狀態稱為絕對貞空。絕對貞空實際上足不存在的。常用壓強單位換算表1 Pa17. 5 X IO3IO29.86923X10-61 Torr133.3211.33321.31579X10-31 mbar1027.5X10T19.86923X1041 atm1013257601013.251lPa=lN/m21atm=105 Pa=760Torr1Torr=1 mmHg=133Pa1mbar=100 Pa不同壓

3、強下空氣分子密度真空度（Pa）分子數（個/cm3）1X1052.7X10191X102.7X10141X1042.7X1O10IX 10-82.7X10 6粗真空：105103Pa （真空輸送）低真空：103101Pa （真空干燥）高其空：1010 6Pa （真空冶金、真空鍍膜）超高真空：10-610-iPa （空間環境模擬）極高真空：10-10Pa（加速器，熱核反應）1.真空簡介2.真空如何獲得3.真空如何測量4真空檢漏5.真空鍍膜種類6.sputter設備簡介真空泵：是用以產生、改善和維持真空的裝置。抽氣速率單位換算表升/秒a/s)1 立方;K/秒(lm3/s)1100036001 升/秒

4、(lL/s)IO313.61立方米/小時(lm3/h)2. 78X1040. 2781克空泵今類:1. 氣體傳輸泵2. 氣體捕集泵3. 動量傳輸泵7. %俸傳輸泵： 往復真空泵 旋片真空泵 干封式真空泵 液環式真空泵 羅茨泵zbbz corn1-1.1施片泵圏片錦州旭龍太陽能科技有限公司J1NZHOU XULONG SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO. LTD.1.1.2旋片泵工作原理圖錦州旭龍太陽能科技有限公司!.!羅茨泵圏片錦州旭龍太陽能科技有限公司1.2.2羅茨泵工作原理圖進氣*zbbz. co錦州旭龍太陽能科技有限公司1.5.1湄閥泵錦州旭龍太陽能科技有限公司1.3.

5、2滑閥泵工作原理圖 吸附泵 吸氣劑泵 吸氣劑離子泵：蒸發、濺射離子泵 低溫泵（杜瓦瓶）2.3.1濺射離子泵濺射離子泵是目前采用最廣泛的清潔真空泵，它具有工作 壓強寬廣、極限壓強低，對惰性氣體抽速大、無噪聲、無 振動、壽命長，操作方便等優點。原理：氣體分子電離，與鈦原子結合沉積在陽極筒內壁和 陰極板上（化學吸附），維持抽速。（鈦板）（+不銹鋼筒）（鈦板）（磁場）極限真空6.6 X10占Pa。2.3.2濺射離子泵圖片2.4.1低溫泵原理利川低溫表面冷凝氣體的賓牢泵,又稱冷凝泵。 低溫泉是獲得清潔真空的極限壓力最低、抽氣速 率最大的真空泵，廣泛應用于半導休和集成電路 的研究和生產，以及分了束研究、賓

6、空鍍膜設備 、真空表面分析儀器、離子注入機和空間模擬裝 置等方面。錦州旭龍太陽能科技有限公司-22.4.2低溫泵圖片1. 分子泵:a牽引分子泵b渦輪分子泵c復合分子泵（a、b串聯）2. 噴射真空泵3. 擴散泵4. 擴散噴射泵5. 離子傳輸泵錦州旭龍太陽能科技有限公司3.1.1分子泵原理原理：高速運動的剛體表面對氣體分子攜帶（牽 引分子泵）；何式系數（渦輪分子泵）實現抽氣的條件：泵在分子流狀態下啟動；轉子 高徹旋轉。特點:啟動快，操作方便，在110*8 Pa范圍內抽 速大，可以獲得無油真空。極限真空度：10-8 Pa前級壓強：10 Pa缺點：結構復雜，維護、維修困難，冷卻系統要 求嚴格錦州旭龍太

7、陽能科技有限公司錦州旭龍太陽能科技有限公司3.1.2分子泵圖片3.3.1擴散泵原理原理：氣體分子擴散進入高速定向蒸汽流，氣流 攜帶分子實現抽氣。特點：結構簡單，操作、維修方便，在10CH Pa范圍內抽速大，可以獲得無油真空。極限真空度：10-5 Pa前級壓強：40Pa缺點：返油，不能獲得清潔的真空。渦旋干式真空泵:無油、無污染低噪音、低振動使用壽命長空氣冷卻配氣鎮閥、可抽町凝性氣體主要用途：半導體制備設備與處理室抽真空泵;用于液晶注入系統；分了泵真空系統的詢級泵；真空密封泵；冷泵前級；用于科學和化學分析儀器；賓空發生器；1. 真空簡介2. 真空如何獲得3. 真空如何測量4. 真空檢漏5. 真空

8、鍍膜種類6. sputter設備簡介XULONG錦州旭龍太陽能科技有限公司分類:真空儀表分為:真宇規管分為:熱偶真空計 電阻真空計 復合真空計 電離真空讓 全暈程復合規 熱偶規 電阻規 電離規1、電阻規工作原理：管內封裝一根電阻絲，電阻絲用導線引出管殼，接至測 量電路。山測量電路用一定的電斥或電流對電阻絲進行 加熱，在較低壓強下，電阻絲的電阻值取決于它周圍氣 體的壓強。壓力測量范圍：10132510Pa2、熱偶規工作原理：根據在低壓下，氣體分子熱傳導與壓力有關的原理制 成的。它是在玻璃管殼中由邊桿支撐一根熱絲，熱絲 通以電流加熱，使其溫度高于周圍氣體和管殼的溫度, 丁-是在熱絲和管殼之間產生熱

9、傳導。當達到熱平衡時, 熱絲的溫度決定于氣體熱傳導，因而也就決定于氣體 壓力。壓力測量范圍：102 10-2 Pa0XULONG錦州旭龍太陽能科技有限公司上為電阻規，下為熱偶規錦州旭龍太陽能科技有限公司JINZHOU XULONG SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO. LTD.3、電離規：冷陰極、熱陰極壓力測量范圍：10-110-5 Pa由于電子的平均自由程小,氣體在10-Ta以上,氣體不 能電離所以不能反映氣壓，在10-5 Pa以下，會產生光 電子，造成指示不準確.工作原理（下述1.2.3.）（1）電子在電場中E行時從電場獲得能量，若與氣體分子碰 撞，將使氣體分子以一定幾率

10、發生電離，產生正離子和次 級電子。其電離幾率與電子能量有關。電子在飛行路途中 產生的正離子數，正比于氣體密度n,在一定溫度下正比于 氣休的壓力p。因此，可根據離子電流的大小指示真空度。這就是電離真空計工作原理。由燈絲加熱提供電子源的電離真空計稱為熱陰極電離真空計，其型式繁多，各具不同特點和適用不同的壓力測量范圍。熱陰極電離真空計山測量規管（或規頭）和電氣測量電路（真空計控制單元和指示單元）組成。規管功能是把非電量的氣體壓力轉換成電量離子電流，熱電了-向處在正電位的加速極匕左,一部分被加速極吸收,另一部分穿出加速極柵間空隙繼續向離子收集極飛去，由于收集極是負電位，電子在靠近收極集時受到電場的推斥

11、而返冋，在加速極柵間作來冋振蕩，直到被加速極吸收為|上,電子在飛行路程中不斷跟管內的氣體分子碰撞，使氣體電離，正離子被收集極收集,這樣在回路中產生了離子流ZJ-2型高真空熱陰極電離規主要技術參數1 測量范圍2.燈絲電壓3 燈絲電流4.發射電流1.3X10-1 1.33X10-5 Pa-6 V 16 V 1.5A5 Ma5加速極電壓：250 V6離子收集極電壓：-25 V7規管常數：0.15 10%Pa-1o8開封前檢查規管真空度不能低于5X10-2 Pa。9.規管連接方向最好與水平垂直。10.規管除氣，其真空度不應低+5X10-3 Pao4仝量程真空規全量程真空規燈絲抗氧化能力強，允許瞬間暴露大氣。 1013255X10-7Pm1. 真空簡介2. 真空如何獲得3. 真空如何測量4. 真空檢漏5. 真空鍍膜種類6. sputter設備簡介檢漏的基本概念：真空檢漏就是檢測真空系統的漏氣部位及其大小的過程。常用的方法：1 .粗真空檢漏滲透法、火焰法2.高真空檢漏氨質譜檢漏儀錦州旭龍太陽能科技有限公司氨質譜檢漏原理:N 一離化室F-燈絲51- -離子加速極52 出口縫隙S-抑制柵D.收集極2 氮離子束1,3-其他離子束錦州旭龍太陽能科技有限公司錦州旭龍太陽能科技有限公司J1NZHOU XULONG SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO.