PVD涂层镀膜的真空系统特点和分类

真空系统为PVD提供反应的条件,它是由真空腔室、分子泵、组合泵、气动阀门及气管组成。进出腔室组成低真空系统、隔离室+缓冲室+溅射室组成的高真空系统。

其中在加工真空腔室时,要考虑以下几点。

(1)选材要适当,制作物理气象沉积的真空腔室的材料,必须选用放气量小的不锈钢。按照真空容器要求选择真空腔室的钢板厚度。

(2)冷却要充分,对于批量生产的工件需用加温的设备,必须采用双层水套结构。防止高温变形、密封圈很快老化。

(3)根据使用要求,真空室的结构可以是立式前开门、立式钟罩、卧式结构等,在适当位置设计观察窗。

(4)作为真空容器,必须达到一定的真空技术指标。

真空系统中真空泵是真空系统核心部分,真空泵的种类很多,具体真空泵的分类如图所示。

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除了真空泵的作用,真空计对于真空系统也很重要,它能够测量真空系统的真空度。依照不同的测量原理,真空计具体种类如下:

(1)测量气体分子的热传导能力,分为热真空计和热电偶真空计(TC真空计)

(2)测定气体分子对容器壁的压力,分为液柱差压真空计(U字管流体压力计、麦克劳德真空计)和隔膜真空计

(3)利用真空中运动的物体所承受的来自气体分子的力测定真空度,分为旋转浮子流速计和水晶式真空计

(4)计测气体分子数,分为电离真空计(离子真空计)和冷阴极电离真空计(彭宁真空计、磁控管真空计)

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热电偶真空计因构造简单价廉,被广泛应用,测定范围为10-2~10-1Pa。其构造如图所示,加热器通电后会发热。压力越高,争夺热量的气依分子越多,传至热电偶的热量就越少而压力降低后,争夺热量的气体分子少了就有更多的热量传至热电偶。因此可以根据传导至热电偶的热量测量真空度。

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隔膜真空计也叫做薄膜真空计(DG)电容真空计(CM)。不受测定气体种类的影响,在任何真空状态下都能显示出稳定的真空值主要用于工艺部的真空测定。测定原理:将真空部与达到一定基准压力的空向用薄膜隔离,真空部的压力变化会引起薄膜的移位,将其移位量换算成真空值显示出来。构造图如图所示。