真空鍍膜(mo)機的介紹？

高真(zhen)空(kong)鍍(du)膜機(ji)，鍍(du)膜機(ji)是目前制作(zuo)真(zhen)空(kong)條件(jian)應用最為廣泛(fan)的設(she)備。其相關組成及(ji)各(ge)部件(jian)：機(ji)械泵(beng)、增壓泵(beng)、油擴(kuo)散泵(beng)、冷凝泵(beng)、真(zhen)空(kong)測量系統.

下面本(ben)人詳細介(jie)紹各部分的組成及工(gong)作(zuo)原(yuan)理。

一、真空主體(ti)——真空腔

根據加工產(chan)品要(yao)求的各(ge)異，真(zhen)空(kong)腔的大(da)小(xiao)也不一樣，目前應(ying)用最多的有直徑(jing)1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等(deng)，腔體由不銹鋼材料制作，要(yao)求不生銹、堅實等(deng)，真(zhen)空(kong)腔各(ge)部分有連(lian)接(jie)閥，用來連(lian)接(jie)各(ge)抽氣(qi)泵浦。

二、輔助抽(chou)氣系統

此排氣系統采(cai)用“擴(kuo)散泵+機械泵＋羅茨泵＋低溫冷阱＋polycold”組成

排氣(qi)流(liu)程為：機(ji)械泵先將(jiang)真空腔抽至小于2.0*10-2PA左右的(de)(de)低真空狀態，為擴(kuo)散泵后繼抽真空提(ti)供前提(ti)，之后當擴(kuo)散泵抽真空腔的(de)(de)時候(hou)，機(ji)械泵又(you)配合油擴(kuo)散泵組成(cheng)(cheng)串聯，以這(zhe)樣的(de)(de)方式完成(cheng)(cheng)抽氣(qi)動(dong)作。

排(pai)氣系(xi)統為鍍膜(mo)機(ji)真空系(xi)統的(de)重要(yao)部分，主要(yao)有由機(ji)械(xie)泵(beng)、增(zeng)壓泵(beng)（主要(yao)介紹羅茨泵(beng)）、油擴散(san)泵(beng)三大部分組成。

機(ji)械泵：也叫(jiao)前級(ji)泵，機(ji)械泵是應用(yong)(yong)最廣(guang)泛的一(yi)種低真(zhen)空泵，它是用(yong)(yong)油來(lai)保持密封效(xiao)果并依靠機(ji)械的方(fang)法不(bu)斷(duan)(duan)的改變泵內吸氣空腔的體積，使被抽(chou)容(rong)器內氣體的體積不(bu)斷(duan)(duan)膨脹從而獲得(de)真(zhen)空。

機械泵有(you)很多種，常用(yong)的有(you)滑閥式(shi)（此(ci)主要應(ying)用(yong)于大型(xing)設備）、活(huo)塞往復式(shi)、定片式(shi)和旋片式(shi)（此(ci)目前(qian)應(ying)用(yong)最(zui)廣泛，本(ben)文主要介(jie)紹）四種類(lei)型(xing)。

機械泵(beng)常(chang)常(chang)被用來抽(chou)除干燥的(de)(de)空氣，但不(bu)(bu)能抽(chou)除含氧量過高、有(you)(you)爆炸性(xing)和(he)腐蝕性(xing)的(de)(de)氣體，機械泵(beng)一般被用來抽(chou)除永久性(xing)的(de)(de)氣體，但是(shi)對水氣沒有(you)(you)好的(de)(de)效(xiao)果，所以它不(bu)(bu)能抽(chou)除水氣。旋片(pian)(pian)泵(beng)中(zhong)起主要作用的(de)(de)部(bu)件是(shi)定(ding)子、轉(zhuan)子、彈(dan)片(pian)(pian)等，轉(zhuan)子在定(ding)子里面但與定(ding)子不(bu)(bu)同心軸，象兩(liang)個內切(qie)圓，轉(zhuan)子槽內裝有(you)(you)兩(liang)片(pian)(pian)彈(dan)片(pian)(pian)，兩(liang)彈(dan)片(pian)(pian)中(zhong)間裝有(you)(you)彈(dan)簧，保證(zheng)了彈(dan)片(pian)(pian)緊緊貼在定(ding)子的(de)(de)內壁。

它的(de)(de)兩(liang)(liang)(liang)個彈片交替起(qi)著兩(liang)(liang)(liang)方(fang)(fang)面的(de)(de)作(zuo)用，一(yi)方(fang)(fang)面從進(jin)(jin)(jin)氣(qi)口吸進(jin)(jin)(jin)氣(qi)體，另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面壓縮(suo)已(yi)經吸進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)氣(qi)體，將氣(qi)體排(pai)出(chu)泵(beng)(beng)外。轉子(zi)每旋(xuan)轉一(yi)周，泵(beng)(beng)完成兩(liang)(liang)(liang)次(ci)吸氣(qi)和兩(liang)(liang)(liang)次(ci)排(pai)氣(qi)。當(dang)泵(beng)(beng)連續(xu)順時針轉動時，旋(xuan)片泵(beng)(beng)不(bu)斷的(de)(de)通過進(jin)(jin)(jin)氣(qi)口吸入氣(qi)體，又(you)(you)從排(pai)氣(qi)口不(bu)斷的(de)(de)排(pai)出(chu)泵(beng)(beng)外，實現(xian)對(dui)容器(qi)抽氣(qi)的(de)(de)目的(de)(de)。為(wei)了提高泵(beng)(beng)的(de)(de)極限真空度，均(jun)將泵(beng)(beng)的(de)(de)定子(zi)浸(jin)在油里面這樣，在各(ge)處的(de)(de)間(jian)(jian)隙(xi)中(zhong)及(ji)有害空間(jian)(jian)里面經常保持足(zu)夠(gou)的(de)(de)油，把空隙(xi)填(tian)滿(man)，所以油一(yi)方(fang)(fang)面起(qi)到了潤滑作(zuo)用，另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面又(you)(you)起(qi)了密封(feng)和堵塞(sai)縫隙(xi)及(ji)有害空間(jian)(jian)的(de)(de)作(zuo)用，防止氣(qi)體分子(zi)通過各(ge)種渠道反流(liu)到壓強低的(de)(de)空間(jian)(jian)去。

機械泵是從大(da)(da)氣開始工作的(de)(de)，它(ta)的(de)(de)主要(yao)參數(shu)有(you)極(ji)限真空，抽氣速率，此為設計(ji)與選(xuan)用機械泵的(de)(de)重要(yao)依據(ju)。單級泵可(ke)以(yi)(yi)將容(rong)器從大(da)(da)氣抽到(dao)1.0*10-1PA的(de)(de)極(ji)限真空，雙級機械泵可(ke)以(yi)(yi)將容(rong)器從大(da)(da)氣抽到(dao)6.7*10-2帕，甚至更高。

抽氣速率，是指旋(xuan)片泵按額定轉數運轉時，單(dan)位(wei)時間內(nei)所(suo)能排出(chu)氣體的(de)體積(ji)，可以用下公式計算：

Sth=2nVs=2nfsL

fs表示(shi)吸氣結(jie)束時空腔(qiang)(qiang)截面(mian)積(ji)，L表示(shi)空腔(qiang)(qiang)長度(du)，系數表示(shi)轉(zhuan)子(zi)每旋轉(zhuan)一周(zhou)有兩次排氣過程(cheng)，Vs表示(shi)當轉(zhuan)子(zi)處于(yu)水平位置的(de)時候(hou)，吸氣結(jie)束，此時空腔(qiang)(qiang)內(nei)的(de)體(ti)積(ji)最大，轉(zhuan)速為n。

機(ji)械(xie)泵(beng)排(pai)氣的(de)效(xiao)果還與電機(ji)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速及皮帶(dai)的(de)松緊度有關系，當電機(ji)的(de)皮帶(dai)比(bi)較松，電機(ji)轉(zhuan)(zhuan)速很慢的(de)時候，機(ji)械(xie)泵(beng)的(de)排(pai)氣效(xiao)果也會變(bian)差，所以要(yao)經常保養，點(dian)檢，機(ji)械(xie)泵(beng)油的(de)密封效(xiao)果也需要(yao)常常點(dian)檢，油過(guo)(guo)少，達不到密封效(xiao)果，泵(beng)內會漏(lou)氣，油過(guo)(guo)多，把吸(xi)氣孔堵塞(sai)，無法吸(xi)氣和(he)排(pai)氣，一般，在(zai)油位在(zai)線下(xia)0.5厘米即可(ke)。

增(zeng)壓(ya)泵(beng)(beng)又叫羅茨(ci)泵(beng)(beng)：它(ta)(ta)(ta)是(shi)具有一對同(tong)步(bu)高速旋轉的(de)(de)雙(shuang)葉(xie)形或多葉(xie)形轉子(zi)的(de)(de)機(ji)械(xie)泵(beng)(beng)，由于它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)工作原理(li)與羅茨(ci)鼓風(feng)機(ji)相(xiang)同(tong)，所以(yi)又可以(yi)叫羅茨(ci)真空泵(beng)(beng)，此泵(beng)(beng)在100-1帕壓(ya)強范圍內(nei)有較大的(de)(de)抽氣(qi)(qi)速度(du)，它(ta)(ta)(ta)彌補(bu)了機(ji)械(xie)泵(beng)(beng)在此范圍內(nei)排氣(qi)(qi)能(neng)力不(bu)足的(de)(de)缺點(dian)，此泵(beng)(beng)不(bu)能(neng)從大氣(qi)(qi)開始(shi)工作，也不(bu)能(neng)直接排出(chu)大氣(qi)(qi)，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)作用僅僅是(shi)增(zeng)加進氣(qi)(qi)口和排氣(qi)(qi)口之(zhi)間的(de)(de)壓(ya)差，其余(yu)的(de)(de)則需要機(ji)械(xie)泵(beng)(beng)來完成，因此，它(ta)(ta)(ta)必須配以(yi)機(ji)械(xie)泵(beng)(beng)作為前級泵(beng)(beng)。

機械泵在使用過程中，必須注意以下問題：

1、機械(xie)泵要安裝(zhuang)在(zai)清潔(jie)干燥的地(di)方。

2、泵(beng)本身要保持清(qing)潔干燥，泵(beng)內的油具有(you)密封(feng)和潤滑(hua)作用，因此(ci)要按(an)照規定(ding)量添加(jia)。

3、要定期更換泵油，更換的時候要先排出以前(qian)的廢油，周期為至(zhi)少三個月至(zhi)半(ban)年更換一(yi)次。

4、要按照說明書接(jie)好電(dian)線(xian)。

5、機械(xie)泵停(ting)止(zhi)工作前要先(xian)關閉(bi)進氣(qi)閥門，再停(ting)電(dian)并開放氣(qi)閥，將(jiang)大(da)氣(qi)通過進氣(qi)口放入泵中(zhong)。

6、泵在工作期間(jian)，油(you)溫不可(ke)以超過75攝氏(shi)度，否則會由(you)于油(you)的黏度過小而導(dao)致密封不嚴(yan)。

7、要不(bu)定(ding)期檢點機(ji)械(xie)泵的(de)皮(pi)帶松緊度、電(dian)機(ji)的(de)轉速，羅茨泵電(dian)機(ji)的(de)轉速，和密(mi)封(feng)圈的(de)密(mi)封(feng)效果。

油擴散泵(beng)：機械泵(beng)的(de)極限(xian)真空只(zhi)有10-2帕，當(dang)達到10-1帕的(de)時候(hou)，實際(ji)抽速只(zhi)有理論的(de)1/10，如果要獲得高真空的(de)話，必(bi)須采(cai)用油擴散泵(beng)。

由(you)于(yu)油擴散泵是最早用來獲得高真空的泵，其由(you)于(yu)造價(jia)便(bian)宜，維護(hu)方便(bian)，使用廣泛，所以本文(wen)將重點(dian)討論。

油(you)擴(kuo)散(san)(san)泵的(de)應(ying)用壓強范圍是(shi)10-1帕(pa)-10-7帕(pa)，它(ta)是(shi)利(li)用氣體的(de)擴(kuo)散(san)(san)現象(xiang)來排(pai)氣的(de)，它(ta)具有(you)結構簡單，操作(zuo)方便，抽速大（最高可以達到(dao)10+5升/秒）等(deng)特點。油(you)擴(kuo)散(san)(san)泵主(zhu)要由泵殼、噴嘴、導流(liu)管和(he)加熱器組成(cheng)，里面主(zhu)要添(tian)加擴(kuo)散(san)(san)泵油(you)（日本(ben)的(de)型號是(shi)D-704#），根據噴嘴的(de)多(duo)少可以分為單級(ji)(ji)泵和(he)多(duo)級(ji)(ji)泵。

擴散泵(beng)(beng)底部內儲存(cun)有(you)擴散泵(beng)(beng)油(you)，上(shang)部為進(jin)氣(qi)(qi)口(kou)，右側(ce)旁下部為出氣(qi)(qi)口(kou)，在(zai)工作時出氣(qi)(qi)口(kou)由機械(xie)泵(beng)(beng)提供前置(zhi)(zhi)壓強(qiang)，機械(xie)泵(beng)(beng)充當前置(zhi)(zhi)泵(beng)(beng)。

當擴散泵(beng)(beng)的油(you)被電爐加熱時(shi)，產生的油(you)蒸(zheng)汽提(ti)供前置(zhi)壓強，機械(xie)(xie)泵(beng)(beng)充(chong)當前置(zhi)泵(beng)(beng)。當擴散泵(beng)(beng)油(you)被電爐加熱時(shi)，產生的油(you)蒸(zheng)汽沿著導流(liu)(liu)管(guan)經傘形(xing)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)向(xiang)下噴(pen)(pen)(pen)出(chu)。因噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)外(wai)面有機械(xie)(xie)泵(beng)(beng)提(ti)供的1-10-1帕的真空，故油(you)蒸(zheng)汽可(ke)噴(pen)(pen)(pen)出(chu)一(yi)段距離，構成一(yi)個向(xiang)出(chu)氣口方向(xiang)運動的射(she)流(liu)(liu)。射(she)流(liu)(liu)最后(hou)碰上由冷卻水(shui)冷卻的泵(beng)(beng)壁，凝結為液體(ti)，流(liu)(liu)回蒸(zheng)發(fa)器，即靠油(you)的蒸(zheng)發(fa)——噴(pen)(pen)(pen)射(she)——凝結，重(zhong)復循環來(lai)實現抽(chou)氣的。

由(you)進(jin)氣口(kou)進(jin)入(ru)泵(beng)內的(de)氣體分(fen)(fen)(fen)子，一旦落入(ru)蒸汽流(liu)中，便獲得(de)向下(xia)運動的(de)動量，向下(xia)飛去，由(you)于射(she)流(liu)具有(you)(you)高的(de)流(liu)速（約200米/秒），高的(de)蒸汽密度，且擴散泵(beng)油具有(you)(you)高的(de)分(fen)(fen)(fen)子量（300-500）故能有(you)(you)效的(de)帶(dai)走氣體分(fen)(fen)(fen)子，因(yin)此在(zai)(zai)射(she)流(liu)的(de)界面(mian)內，氣體分(fen)(fen)(fen)子不可能長(chang)期滯留，且在(zai)(zai)射(she)流(liu)界面(mian)的(de)兩(liang)邊(bian)，被抽氣體有(you)(you)很大的(de)濃度差(cha)，正是因(yin)為這個濃度差(cha)被抽氣體能不斷的(de)越(yue)過界面(mian)，擴散進(jin)入(ru)射(she)流(liu)中，被帶(dai)往出(chu)(chu)口(kou)處(chu)，在(zai)(zai)出(chu)(chu)口(kou)處(chu)再(zai)由(you)機械泵(beng)抽走。

擴(kuo)散泵(beng)(beng)的油蒸汽(qi)壓是決定泵(beng)(beng)的極限真(zhen)空的重要(yao)因素，因此盡量選用(yong)飽和蒸汽(qi)壓低的泵(beng)(beng)油，其化學(xue)特性(xing)要(yao)好。

擴(kuo)散(san)泵(beng)(beng)不能(neng)單獨用來(lai)抽(chou)(chou)氣(qi)(qi)，一般要求泵(beng)(beng)的(de)最大出口(kou)(kou)壓(ya)(ya)強(qiang)為40帕。擴(kuo)散(san)泵(beng)(beng)的(de)抽(chou)(chou)速(su)(su)(su)(su)決定(ding)于(yu)第一級噴(pen)嘴與泵(beng)(beng)體進(jin)氣(qi)(qi)口(kou)(kou)口(kou)(kou)徑間環形面積的(de)大小，抽(chou)(chou)速(su)(su)(su)(su)不是(shi)(shi)一恒(heng)定(ding)的(de)值，而是(shi)(shi)隨著進(jin)氣(qi)(qi)口(kou)(kou)的(de)壓(ya)(ya)強(qiang)而變(bian)化的(de)，當壓(ya)(ya)強(qiang)在(zai)10-2～10-3帕的(de)時候，擴(kuo)散(san)泵(beng)(beng)的(de)抽(chou)(chou)氣(qi)(qi)速(su)(su)(su)(su)度是(shi)(shi)最快的(de)，當壓(ya)(ya)強(qiang)小于(yu)5*10-4帕之(zhi)后，擴(kuo)散(san)泵(beng)(beng)的(de)抽(chou)(chou)氣(qi)(qi)速(su)(su)(su)(su)度最小，幾(ji)乎沒有抽(chou)(chou)氣(qi)(qi)能(neng)力(li)（此(ci)時，進(jin)氣(qi)(qi)口(kou)(kou)的(de)壓(ya)(ya)強(qiang)較高(gao)，由于(yu)空氣(qi)(qi)的(de)密度較大，使蒸汽流形成(cheng)不了高(gao)速(su)(su)(su)(su)射流以阻擋(dang)空氣(qi)(qi)的(de)反擴(kuo)散(san)，所以抽(chou)(chou)速(su)(su)(su)(su)下(xia)降）。

擴(kuo)(kuo)散(san)泵(beng)在安裝(zhuang)前(qian)要清(qing)洗(xi)，之后才(cai)可以裝(zhuang)入擴(kuo)(kuo)散(san)油(you)(you)，油(you)(you)在加熱前(qian)，必須(xu)要先對泵(beng)抽真空(kong)，停(ting)機前(qian)要先將擴(kuo)(kuo)散(san)泵(beng)油(you)(you)冷卻到60～70攝氏(shi)度，才(cai)可以關閉前(qian)級抽氣，最后關冷卻水。

由于油(you)擴散泵(beng)是無法杜絕有(you)(you)返油(you)的(de)幾率(lv)(lv)(lv)，那(nei)么(me)沒(mei)有(you)(you)辦(ban)法保(bao)證精密產品(pin)的(de)100％純凈，特別是半導體行業，所(suo)(suo)以就有(you)(you)“高(gao)(gao)真(zhen)空(kong)冷凝泵(beng)＋低真(zhen)空(kong)機械泵(beng)”所(suo)(suo)組成的(de)無油(you)真(zhen)空(kong)系(xi)(xi)統(tong)，冷凝泵(beng)組成的(de)排(pai)氣系(xi)(xi)統(tong)不(bu)僅排(pai)氣效率(lv)(lv)(lv)極高(gao)(gao)，而且有(you)(you)效保(bao)證真(zhen)空(kong)腔的(de)清潔，保(bao)證產品(pin)的(de)質量(liang)（避免產品(pin)被污染、增強(qiang)膜層與基板之間的(de)附(fu)著(zhu)力），但是其維護成本非常(chang)的(de)高(gao)(gao)，造價昂貴(gui)，所(suo)(suo)以普及率(lv)(lv)(lv)沒(mei)有(you)(you)油(you)擴散泵(beng)廣泛(fan)。

本人在(zai)工作過程(cheng)中，有幸使用到(dao)采用冷凝(ning)泵組成的(de)排氣(qi)系統，故在(zai)此解釋。

低溫(wen)冷凝泵：它是利用(yong)低溫(wen)表面來凝聚氣(qi)體分(fen)子以實現抽(chou)氣(qi)的(de)一(yi)種泵，是目前獲得極限(xian)真空(kong)最高，抽(chou)速最大的(de)抽(chou)氣(qi)泵。

冷凝泵的工作(zuo)原理：主要是低(di)溫(wen)表面對氣體的冷凝作(zuo)用(yong)(yong)、冷捕作(zuo)用(yong)(yong)及物理低(di)溫(wen)吸附(fu)作(zuo)用(yong)(yong)。

低溫冷凝(ning)：根據各(ge)種氣體的特性，采用液氦或者(zhe)制冷循環氦氣來冷卻(que)。

冷捕集(ji)：就是(shi)不可凝氣(qi)(qi)體(ti)被可凝氣(qi)(qi)體(ti)捕集(ji)的(de)現象，通常二氧化(hua)碳(tan)、水蒸氣(qi)(qi)、氮氣(qi)(qi)、壓(ya)氣(qi)(qi)等氣(qi)(qi)體(ti)首(shou)先(xian)形成(cheng)(cheng)霜，于低(di)溫表面形成(cheng)(cheng)吸附層，進而達到吸附其它氣(qi)(qi)體(ti)的(de)目(mu)的(de)，低(di)溫泵抽除混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)效果(guo)比抽除單一效果(guo)好就是(shi)這(zhe)個原因。

低溫吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)：指低溫表(biao)面(mian)上(shang)的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)氣體的作(zuo)用，由于(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑與氣體分子之間的相(xiang)(xiang)互作(zuo)用很強，故可達(da)到氣相(xiang)(xiang)壓(ya)強比冷凝表(biao)面(mian)溫度(du)下它的飽(bao)和(he)蒸汽(qi)壓(ya)還低的水(shui)平。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑通常是活(huo)性炭。

冷(leng)(leng)凝(ning)泵的(de)(de)(de)抽氣(qi)速率及(ji)影響 冷(leng)(leng)凝(ning)泵的(de)(de)(de)抽氣(qi)速率與冷(leng)(leng)凝(ning)表(biao)面的(de)(de)(de)面積大(da)(da)小有(you)關(guan)系，經數據顯示(shi)，單位(wei)冷(leng)(leng)凝(ning)表(biao)面積下的(de)(de)(de)抽氣(qi)速率為11.6升/秒.平(ping)方厘米，冷(leng)(leng)凝(ning)泵可以抽到10-8帕(pa)；此外(wai)粘有(you)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)吸附表(biao)面的(de)(de)(de)幾何形狀及(ji)位(wei)置、活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)顆粒結構、粘結材料(liao)及(ji)粘接工(gong)藝(yi)，對抽速也有(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)影響。其(qi)次關(guan)鍵在(zai)于(yu)制(zhi)冷(leng)(leng)機的(de)(de)(de)制(zhi)冷(leng)(leng)量要足夠大(da)(da)。

真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)：真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)是(shi)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)鍍(du)膜機器(qi)上的(de)重要組成部分，它是(shi)檢測鍍(du)膜機真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)度的(de)重要手(shou)段。真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)根據其工作原理可以分為絕(jue)對真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)和(he)相(xiang)對真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)，絕(jue)對真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)可以直接測量壓(ya)強(qiang)的(de)高低，相(xiang)對真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)計(ji)(ji)(ji)只能間接測量真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)度。

本論文重點介紹(shao)鍍膜機器(qi)上(shang)面常(chang)用(yong)到的以下(xia)幾個真空(kong)計(ji)：

電阻真(zhen)空計（又叫皮(pi)喇尼真(zhen)空計）：

它(ta)主(zhu)要(yao)由(you)(you)電(dian)熱(re)絲(si)(si)(si)、外殼(ke)和(he)支(zhi)(zhi)架(jia)構成(cheng)，主(zhu)要(yao)是根據在(zai)低壓(ya)下，氣體(ti)(ti)的(de)(de)熱(re)傳導系(xi)數與(yu)壓(ya)強(qiang)成(cheng)正比的(de)(de)方式工作的(de)(de)。上面開(kai)口處與(yu)被測真空系(xi)統相連接(jie)，熱(re)絲(si)(si)(si)采用(yong)電(dian)阻溫(wen)(wen)度系(xi)數大(da)的(de)(de)金(jin)屬(shu)絲(si)(si)(si)做成(cheng)，兩支(zhi)(zhi)支(zhi)(zhi)架(jia)引線與(yu)測量(liang)(liang)線路連接(jie)。當壓(ya)強(qiang)降低的(de)(de)時(shi)候，由(you)(you)于氣體(ti)(ti)熱(re)傳導散失的(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)減(jian)小(xiao)(xiao)，因此(ci)當熱(re)絲(si)(si)(si)加熱(re)電(dian)流穩定時(shi)候，則(ze)熱(re)絲(si)(si)(si)溫(wen)(wen)度就(jiu)(jiu)上升(sheng)，熱(re)絲(si)(si)(si)的(de)(de)電(dian)阻就(jiu)(jiu)增大(da)，用(yong)測量(liang)(liang)熱(re)絲(si)(si)(si)電(dian)阻值的(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)來間接(jie)測量(liang)(liang)壓(ya)強(qiang)，有以下關系(xi)：

略 這就是電(dian)阻真空計的工作原理(li)，此(ci)真空計的測量范圍是：100-10-1帕之間，目前采用(yong)的型(xing)號是WP-02

磁控放(fang)電真空計：

工作原理：在放(fang)電(dian)(dian)(dian)開始時(shi)，由于空間(jian)游離電(dian)(dian)(dian)子(zi)向陽(yang)極(ji)(ji)(ji)運動時(shi)，在正交電(dian)(dian)(dian)磁場作用下，電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)軌跡(ji)不是(shi)(shi)(shi)直線而是(shi)(shi)(shi)螺旋(xuan)線前進，又因為陽(yang)極(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)框形，故電(dian)(dian)(dian)子(zi)不一定(ding)第一次(ci)(ci)就碰(peng)上(shang)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，而是(shi)(shi)(shi)穿過陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，然(ran)后受到(dao)對面陰極(ji)(ji)(ji)的(de)拒斥，又復返回。這樣反復多次(ci)(ci)才(cai)可能(neng)打上(shang)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)。由于電(dian)(dian)(dian)子(zi)路(lu)程大(da)大(da)加長(chang)，故碰(peng)撞及電(dian)(dian)(dian)離的(de)分子(zi)數增加，使(shi)得在較低(di)壓強（10-4帕(pa)以下）仍維持放(fang)電(dian)(dian)(dian)（也稱潘寧(ning)放(fang)電(dian)(dian)(dian)）。

目(mu)前(qian)比較(jiao)多的型號有(you)PKR251、GI-PARY

放(fang)電管真(zhen)空(kong)計：在(zai)玻璃(li)管中封入兩個金屬電極，在(zai)其上(shang)(shang)加上(shang)(shang)數千伏的直(zhi)流高(gao)電壓，在(zai)一定(ding)的壓強(qiang)范圍內（1*10-3～2*10托）內就(jiu)能引起自持(chi)放(fang)電，通(tong)過放(fang)電顏色來判定(ding)其真(zhen)空(kong)度

目前為止此種真空(kong)計已(yi)經(jing)很少使用，因為其誤差大，容易損壞，而(er)且壽命不長。

三、蒸發系統

蒸發系統主要指成膜裝(zhuang)(zhuang)置部分(fen)，鍍膜機器的成膜裝(zhuang)(zhuang)置很多，有電阻(zu)加(jia)熱(re)、電子槍蒸發、磁控(kong)濺(jian)射(she)(she)、射(she)(she)頻濺(jian)射(she)(she)、離(li)子鍍等多種方(fang)式，鄙人就電阻(zu)加(jia)熱(re)和電子槍蒸發兩種方(fang)式作介紹，因為(wei)此兩種方(fang)式我應用的比較多。

電阻蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)根據其(qi)結構和工(gong)作(zuo)原理是(shi)(shi)目(mu)前為止應用(yong)最多，最廣泛的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)方(fang)(fang)式，也是(shi)(shi)應用(yong)時(shi)間最長(chang)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)方(fang)(fang)式。它的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式是(shi)(shi)，將(jiang)鎢(wu)片做成船狀，然后安裝在(zai)兩個電極中間，在(zai)鎢(wu)舟(zhou)中央加上藥材(cai)(cai)，再緩緩給(gei)電極通電，電流(liu)通過鎢(wu)舟(zhou)，鎢(wu)舟(zhou)通電發(fa)(fa)熱，這些(xie)低電壓(ya)，大電流(liu)使(shi)高熔(rong)點的(de)(de)(de)(de)鎢(wu)舟(zhou)產生熱量(liang)，再熱傳導給(gei)鍍(du)膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)，當鎢(wu)舟(zhou)的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)高于鍍(du)膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)熔(rong)點的(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou)，材(cai)(cai)料(liao)就升(sheng)華(hua)或者蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)了，此方(fang)(fang)法(fa)由(you)于操作(zuo)方(fang)(fang)便(bian)，結構簡單，成本低廉，故被(bei)很(hen)多設備應用(yong)，但(dan)是(shi)(shi)其(qi)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)薄膜(mo)(mo)由(you)于致密性不(bu)佳，加上很(hen)多材(cai)(cai)料(liao)無法(fa)采用(yong)這種方(fang)(fang)式蒸(zheng)(zheng)(zheng)鍍(du)，所以其(qi)有(you)一定(ding)局限性。鎢(wu)舟(zhou)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)(fa)鍍(du)膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou)，材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點必須小(xiao)于鎢(wu)舟(zhou)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點，否則就沒有(you)辦法(fa)進(jin)行。

電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)槍(qiang)蒸發是到(dao)(dao)目前為(wei)止應用最多的(de)(de)一種蒸發方(fang)式(shi)，它(ta)可(ke)(ke)以(yi)蒸發任(ren)何(he)一種鍍(du)膜(mo)材(cai)料，它(ta)的(de)(de)工作(zuo)方(fang)式(shi)是：將(jiang)鍍(du)膜(mo)材(cai)料放在坩(gan)堝(guo)(guo)里面，將(jiang)蒸發源制作(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)燈絲形狀，采用一專門的(de)(de)控制柜，對燈絲加一強電(dian)(dian)(dian)流，高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，由(you)于燈絲的(de)(de)材(cai)料是鎢(wu)，所以(yi)它(ta)會(hui)(hui)發熱(re)，到(dao)(dao)最后(hou)會(hui)(hui)發射電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)，再采用一定的(de)(de)磁場(chang)將(jiang)其聚集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)一定形狀，并牽引(yin)到(dao)(dao)坩(gan)堝(guo)(guo)上，這樣(yang)就(jiu)形成(cheng)(cheng)(cheng)了一股電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)，由(you)于電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)溫度(du)非常(chang)高，可(ke)(ke)以(yi)熔(rong)化任(ren)何(he)鍍(du)膜(mo)藥材(cai)，當鍍(du)膜(mo)藥材(cai)被電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)熔(rong)化后(hou)（有(you)些材(cai)料是直接升華），藥材(cai)的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)（原子(zi)(zi)(zi)或(huo)者(zhe)離(li)子(zi)(zi)(zi)）在真(zhen)空中成(cheng)(cheng)(cheng)直線運(yun)動，然后(hou)遇(yu)到(dao)(dao)基板，就(jiu)凝(ning)結(jie)下來，經過這種方(fang)式(shi)生長，形成(cheng)(cheng)(cheng)薄膜(mo)！最常(chang)用的(de)(de)有(you)將(jiang)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)偏(pian)轉角制作(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)270度(du)，、或(huo)者(zhe)運(yun)行軌跡(ji)為(wei)e型的(de)(de)e行電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)槍(qiang)或(huo)者(zhe)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束(shu)偏(pian)轉角180度(du)，運(yun)行軌跡(ji)為(wei)c型的(de)(de)c型電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)槍(qiang)兩(liang)種。

電子束蒸發的(de)最大(da)優點在于：電子束的(de)光斑可(ke)(ke)以隨意(yi)調(diao)整，可(ke)(ke)以一槍多用，燈絲可(ke)(ke)以隱藏(zang)，避(bi)免污染(ran)，可(ke)(ke)以蒸發任(ren)意(yi)鍍膜(mo)材料，維修方便，蒸發速度可(ke)(ke)以隨意(yi)控制，材料分解小，膜(mo)密度高(gao)。機械強度好。

濺射方式是用(yong)高速正離子(zi)轟擊靶材表(biao)面，通過(guo)動能傳輸，令靶材的分(fen)子(zi)（原子(zi)）有足(zu)夠的能量從靶材表(biao)面逸(yi)出，在產品表(biao)面凝聚形成薄(bo)膜。

用濺射的方法制鍍的薄膜附著性強，薄膜的純(chun)度高(gao)(gao)，可以同(tong)時濺射多(duo)種不(bu)同(tong)成分(fen)的材料，但是(shi)對靶(ba)材的要求高(gao)(gao)，不(bu)能象電子槍一樣節約資源。

目前運用(yong)最多的有磁控濺(jian)射，磁控濺(jian)射是指平行(xing)于陰極表面施加強電(dian)場，將電(dian)子約束在(zai)陰極靶材(cai)表面附近，提高電(dian)離(li)效率(lv)。它是操作最簡(jian)單的一種，所以運用(yong)非常廣。

四、成膜控制系統

薄膜(mo)監控(kong)目(mu)前(qian)應用方式(shi)比較多，主要(yao)有(you)：目(mu)視監控(kong)法，定(ding)（極值(zhi)）值(zhi)監控(kong)、水(shui)晶(jing)振蕩監控(kong)、時間監控(kong)等等。本人主要(yao)介紹目(mu)視監控(kong)、定(ding)（極值(zhi)）監控(kong)和(he)水(shui)晶(jing)振蕩監控(kong)三種。

目視監控(kong)也叫直接監控(kong)，就是采用眼睛監控(kong)，因(yin)為薄膜在生長(chang)的(de)過程中，由于干涉(she)現(xian)象(xiang)會有顏色(se)變化(hua)，我們就是根(gen)據顏色(se)變化(hua)來控(kong)制膜厚度的(de)，此種方式有一定的(de)誤差，所以不是很準確，需要依靠經驗。

定值（極(ji)(ji)(ji)(ji)值）監控：主要(yao)是(shi)(shi)采(cai)用(yong)反(fan)射式(shi)（透過式(shi)）光學監控。極(ji)(ji)(ji)(ji)值監控法：當(dang)膜(mo)厚度增加的時候(hou)(hou)其反(fan)射率(lv)和穿(chuan)透率(lv)會跟著起變(bian)化(hua)，當(dang)反(fan)射率(lv)或穿(chuan)透率(lv)走(zou)到極(ji)(ji)(ji)(ji)值點的時候(hou)(hou)，就可以(yi)知道鍍膜(mo)之(zhi)(zhi)光學厚度ND是(shi)(shi)監控波(bo)長（入）的四分之(zhi)(zhi)一(yi)的整數倍。但是(shi)(shi)極(ji)(ji)(ji)(ji)值的方法誤差比較(jiao)大，因為當(dang)反(fan)射率(lv)或者(zhe)透過率(lv)在極(ji)(ji)(ji)(ji)值附近(jin)變(bian)化(hua)很慢(man)，亦就是(shi)(shi)膜(mo)厚ND增加很多，R/T才有變(bian)化(hua)。反(fan)映比較(jiao)靈敏的位置在八分之(zhi)(zhi)一(yi)波(bo)長處(chu)。

定值監控法(fa)：此方法(fa)利用停鍍(du)點不在監控波(bo)長四分之一波(bo)位，然后由(you)計算(suan)機計算(suan)在波(bo)長一時總膜厚之反射率（或者穿透率）是多(duo)少(shao)，此即為(wei)停止鍍(du)膜點。

水晶振(zhen)蕩(dang)監(jian)控：

水晶振(zhen)蕩的(de)(de)工作(zuo)原理(li)是：利用石(shi)(shi)英(ying)(ying)晶體振(zhen)動頻(pin)率(lv)與其質量成反(fan)比的(de)(de)原理(li)工作(zuo)的(de)(de)。但是石(shi)(shi)英(ying)(ying)監控(kong)有一(yi)個不好之(zhi)處(chu)就是當膜厚(hou)增加(jia)到一(yi)定厚(hou)度后，振(zhen)動頻(pin)率(lv)不全然由于石(shi)(shi)英(ying)(ying)本(ben)身的(de)(de)特性(xing)使厚(hou)度與頻(pin)率(lv)之(zhi)間有線性(xing)關系，此(ci)時必須使用新(xin)的(de)(de)石(shi)(shi)英(ying)(ying)振(zhen)蕩片。

幾(ji)種監控(kong)方法各有優劣(lie)，但(dan)通常鍍多層膜(mo)，會以(yi)光學監控(kong)為主(zhu)，石英(ying)晶體振蕩為輔助的方法。

除此之(zhi)外，對于有些在鍍(du)膜過程中需要充入氣體的還有流量控(kong)制計(ji)或(huo)者壓力控(kong)制計(ji)，這些需要采用精密的閥門(men)和(he)光電傳(chuan)感系統來控(kong)制。

在鍍膜(mo)過(guo)程中(zhong)還需要回轉(zhuan)控(kong)制系統(tong)，就是將傘具(ju)的(de)主軸置(zhi)于軸承里面，然后再利用電機帶動(dong)軸承，使傘具(ju)回轉(zhuan)。然后再PLC控(kong)制其(qi)回轉(zhuan)速度。

坩堝回轉(zhuan)采用電(dian)機帶動，光電(dian)感應計數的方法，遮藥板采用氣動開(kai)關方式(shi)轉(zhuan)動。

為了(le)加(jia)快抽氣速率，達到一定(ding)的真空(kong)(kong)度(du)，還需要對(dui)真空(kong)(kong)腔(qiang)進行制冷，就是將(jiang)真空(kong)(kong)腔(qiang)里面的空(kong)(kong)氣冷凍(dong)到零下130攝氏度(du)，將(jiang)真空(kong)(kong)腔(qiang)里面的水氣冷凍(dong)并被(bei)泵抽走(zou)。

電氣(qi)控(kong)制部分(fen)主(zhu)要采用PLC自(zi)動控(kong)制，就是(shi)先在PLC中(zhong)輸(shu)入預(yu)先設計(ji)好的程序，處(chu)理(li)(li)器(qi)主(zhu)電路(lu)與操作(zuo)面板上的各空駛系統相連接，當按下操作(zuo)面板上的開關(guan)的時候，信(xin)息傳遞(di)到中(zhong)央處(chu)理(li)(li)器(qi)，再由中(zhong)央控(kong)制系統分(fen)析并發出指令由支路(lu)執行并完成動作(zuo)。

鍍膜機(ji)是(shi)集多(duo)門學(xue)科(ke)的設備，它(ta)集成了當今(jin)工業(ye)最先(xian)進(jin)的機(ji)電技(ji)術(shu)(shu)(shu)，控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、電氣自動(dong)化、IT技(ji)術(shu)(shu)(shu)、制(zhi)冷技(ji)術(shu)(shu)(shu)，微電路集成系統、高(gao)壓(ya)控(kong)制(zhi)系統、機(ji)械技(ji)術(shu)(shu)(shu)、加工技(ji)術(shu)(shu)(shu)、光電技(ji)術(shu)(shu)(shu)、光學(xue)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、氣動(dong)控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、光電傳感(gan)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、通訊技(ji)術(shu)(shu)(shu)、真空技(ji)術(shu)(shu)(shu)、薄(bo)膜光學(xue)與鍍膜技(ji)術(shu)(shu)(shu)等(deng)等(deng)。

可以說鍍膜(mo)機是新興(xing)的產業代(dai)表(biao)。

到今天(tian)，鍍(du)膜(mo)機(ji)已經(jing)被廣泛應用(yong)，制(zhi)(zhi)鍍(du)薄膜(mo)尤其廣泛，其制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)各(ge)種薄膜(mo)被應用(yong)到各(ge)光(guang)電(dian)系(xi)統及(ji)光(guang)學儀器中，如數(shu)碼(ma)相機(ji)、數(shu)碼(ma)攝像機(ji)、望遠(yuan)鏡(jing)、投影機(ji)、能量控制(zhi)(zhi)、光(guang)通(tong)訊、顯示技術、干涉(she)儀、人造衛星飛彈、半導體激光(guang)、微(wei)機(ji)電(dian)系(xi)統、信息工(gong)業、激光(guang)的(de)制(zhi)(zhi)作(zuo)、各(ge)種濾光(guang)片、照明工(gong)業、傳感器、建筑玻璃、汽車工(gong)業、裝飾品、錢(qian)幣、眼鏡(jing)片等(deng)等(deng)，鍍(du)膜(mo)機(ji)器已經(jing)與人類的(de)生活緊(jin)密(mi)聯系(xi)。

一(yi)臺進口(kou)鍍膜機(ji)(ji)造價(jia)通常(chang)達(da)到(dao)(dao)300～1000萬人民幣，國(guo)產設備(bei)目前(qian)的(de)(de)(de)造價(jia)也在(zai)100萬左右，進口(kou)設備(bei)已經完(wan)(wan)全自(zi)動(dong)化，整個生(sheng)產過程都由計算(suan)機(ji)(ji)自(zi)動(dong)完(wan)(wan)成，其(qi)先(xian)進程度絕對(dui)優(you)于世界(jie)上(shang)任何自(zi)動(dong)化作業模(mo)式(shi)，由于國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)真(zhen)空技術(shu)起步較晚，加上(shang)技術(shu)有(you)限，故到(dao)(dao)目前(qian)為(wei)止還采用人工操(cao)作模(mo)式(shi)，有(you)些廠商有(you)借鑒(jian)進口(kou)設備(bei)的(de)(de)(de)運作模(mo)式(shi)，可以達(da)到(dao)(dao)半自(zi)動(dong)化作業模(mo)式(shi)，比(bi)如(ru)：成都的(de)(de)(de)南(nan)光鍍膜機(ji)(ji)器(qi)、廣東(dong)的(de)(de)(de)騰勝鍍膜機(ji)(ji)、臺灣的(de)(de)(de)龍翩鍍膜機(ji)(ji)、北(bei)儀真(zhen)空、沈陽真(zhen)空等在(zai)業界(jie)皆有(you)名次。在(zai)我客戶調試冷卻系(xi)統冷水機(ji)(ji)的(de)(de)(de)時候(hou)正常(chang)有(you)碰到(dao)(dao)他們品牌。