真空腔體制造技術(shù)介紹

真空腔體在薄膜涂層、微電子、光學(xué)器件和材料制造中，是一種能適應(yīng)高真空環(huán)境的特殊容器。真空腔體通常包括一系列部品——如鐘形罩、基板、傳動(dòng)軸以及輔助井——這些構(gòu)成一個(gè)完整的真空腔體。

復(fù)雜的真空腔體通常需要定制，即針對應(yīng)用終端進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和制作。某些常見的真空腔體已經(jīng)過預(yù)先設(shè)計(jì)，如手套箱、焊接室、脫氣箱、表面分析真空腔等。例如脫氣箱和手套箱一般采用低真空環(huán)境，可用于焊接，或用于塑料制品、復(fù)合材料層壓板、封裝組件等的脫氣。

真空腔體中抽氣管道的設(shè)計(jì)原則

為一個(gè)工藝選擇真空泵時(shí)，工藝室和泵之間的抽氣管道可能和泵的選擇一樣重要。要使腔體抽氣速率達(dá)到大，需要筆直的抽氣管道(長度短)并使用直徑盡可能大的管道。

看起來似乎很簡單，但是這里有許多因素需要考慮。實(shí)際上，如果我們從物理學(xué)角度考慮，就可以明確哪些是關(guān)鍵因素。真空腔體

在穩(wěn)定狀態(tài)的條件下，如果抽氣管道內(nèi)沒有氣源(泄漏)或氣體減少(冷凝)，抽氣管道任何截面的質(zhì)量流量必須相同。簡單而言，進(jìn)入工藝室的氣體必須從泵出來。

已知?dú)怏w摩爾流量為M(公斤/摩爾)、抽氣速率為S(立方米/秒)、壓力為P(帕)、溫度為T(開爾文)，則質(zhì)量流量計(jì)算如下：

質(zhì)量流量(公斤/秒)=(M*P*S)/(Ro*T)

Ro=通用氣體常數(shù)

對于大多數(shù)抽氣系統(tǒng)而言，氣體溫度(T)在抽氣管道中不會(huì)顯著減少，而且可以合理地假定為恒定的。

在此情況下，抽氣管道任何截面(P*S)的乘積(稱為通量)相同。真空腔體

由于抽氣管道的壓力差是氣體流動(dòng)的推動(dòng)力，可見壓力(P)必須在工藝室中為高值，在泵入口為低值。

由于我們假定通量恒定，可見抽氣速率(S)在工藝室為小值，在泵入口為大值(等于泵速)。

工藝室的抽氣速率將低于泵入口的抽氣速率，相差多少取決于抽氣管道的屬性(例如長度和尺寸)。盡量降低工藝室和泵入口之間的壓力差就可以使抽氣速率損失減到少。

顯然，抽氣管道的屬性對于性能十分關(guān)鍵。此時(shí)還需要考慮其它因素：流導(dǎo)。

我們采用流導(dǎo)(阻力的倒數(shù))這一術(shù)語來定義“管道傳遞流動(dòng)的能力”。流導(dǎo)的計(jì)量單位是每單位時(shí)間的體積并且和抽氣速率的單位相同。工藝室抽氣速率(S)可用抽氣管道流導(dǎo)(C)和應(yīng)用泵速(Sp)計(jì)算，如下所示：

S = (Sp*C)/(Sp C)

當(dāng)C遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Sp時(shí)，則S近似為Sp；當(dāng)Sp遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C時(shí)，則S近似為C。真空腔體

工藝室的抽氣速率始終低于應(yīng)用泵速而且低于抽氣管道中部件的小流導(dǎo)(通常為小直徑)。

在某種程度上管道短而粗是好的

采用短的大直徑抽氣管道盡量提高管道流導(dǎo)是不錯(cuò)的做法，但只限于當(dāng)抽氣速度S接近泵速(Sp)極值的情況。

除此之外，通過增加管道直徑(成本也會(huì)相應(yīng)增加)來增加流導(dǎo)并不能顯著提高工藝室抽氣速率；換而言之，如果抽氣管道流導(dǎo)受限并且由于物理因素不能增加，當(dāng)(S)接近管道流導(dǎo)(C)極值，一味通過增加應(yīng)用泵速來提高工藝抽氣速度也是不經(jīng)濟(jì)的。

真空腔體介紹

真空腔體真空是指低于大氣壓力的氣體的給定空間,真空是相對于大氣壓來說的,并非空間沒有物質(zhì)存在.

真空是物理學(xué)里面的一個(gè)概念,開始反映的是空無一物的狀態(tài).即真空并不是無物而是有實(shí)物粒子和虛粒子轉(zhuǎn)化的,但整體對外是不顯示物理屬性的宏觀總體.真空就像是一個(gè)能量海,不斷振蕩并且充滿著巨大能量.

真空的屬性確實(shí)是需要用空間來描述,但只是種數(shù)學(xué)表示,是為了方便研究才引入的參量,并不是說真空的性質(zhì)取決于空間.

真空腔體是建立在低于大氣壓力的環(huán)境下,以及在此環(huán)境中進(jìn)行工藝制作、科學(xué)試驗(yàn)和物理測量等所需要的技術(shù).

用現(xiàn)代抽氣方法獲得的很低壓力,每立方厘米的空間里仍然會(huì)有數(shù)百個(gè)分子存在.

氣體稀薄程度是對真空的一種客觀量度,直接的物理量度是單位體積中的氣體分子數(shù).氣體分子密度越小,氣體壓力越低,真空就越高.真空常用帕斯卡或托爾做為壓力的單位.