Методические указания по лабораторным работам ФОЭТ, страница 4

Процесс откачки ЭВП заканчивается получением в приборе предельного (минимального) давления Р₁:

Р₁= Q_/S_o=(Q_ф+ Q_г)/S_o, (14)

где Q_ - суммарный газовый поток из твердого тела в вакуумную камеру (включает также газовый поток от десорбции с поверхности твердого тела); Q_ф – поток натекания и газовыделения без прогрева в вакуумную камеру (фоновый поток); Q_г – поток газовыделения при обезгаживающем прогреве с учетом потока из приповерхностного слоя (формула 13) и десорбции газа с поверхности; S_o – быстрота откачки вакуумной камеры.

Типовой откачной пост для термовакуумной обработки ЭВП в диапазоне давлений газа Р_вак=10³…10^-5 Па, схема которого представлена на рис.16, состоит из механического насоса NI, диффузионного насоса ND, вентилей VT1,2,3, натекателя VF, фланцев 1 для штенгельного крепления ЭВП к вакуумной системе, нагревателей 2, термопарного преобразователя РТ, ионизационного преобразователя РА и ЭВП 3.

Рис.16. Схема типового откачного поста для термовакуумной обработки ЭВП

Фоновый поток Q_ф в формуле 7 в вакуумную систему (рис. 16) можно определить экспериментально методом накопления. Для этого необходимо измерить давление Р в вакуумной системе при помощи термопарного РТ или ионизационного РА преобразователя для значений времени t₁ и t₂ при закрытых вентилях VT1 и VT2.

При этом средний фоновый поток Q_ф (для зависимости 1 на рис.17) за время t = t₂ - t₁ равен:

Q_ф = VP₂/t = V(P₂ - P₁)/ (t₂ - t₁), (15)

где V – объем вакуумных трубопроводов, соединяющих ЭВП 3 и клапаны VT1 и VT2, выполняющих роль накопительной вакуумной камеры; P₂ – повышение давления от P₁ до P₂ в накопительной вакуумной камере за время t = t₂ - t₁.

При обезгаживающем прогреве суммарный газовый поток Q_ (для зависимости 2 на рис.17) в накопительную вакуумную камеру за то же время t = t₂ - t₁ равен:

Q_ = VP₃/t = V(P₃ - P₁)/ (t₂ - t₁), (16)

где P₃ - давление в накопительной вакуумной камере в момент времени t₂ при включенном нагревателе 2 (рис.16).

Таким образом, поток газовыделения Q_г за счет процессов десорбции при обезгаживающем прогреве может быть определен как:

Q_г = Q_ - Q_ф = V(P₃ - P₂)/ (t₂ - t₁). (17)

Рис. 17. Графики зависимости давления в вакуумной камере от времени для определения потоков газовыделения методом накопления

Практическая часть работы

1. Включить механический насос NI (рис. 16) и откачать вакуумную камеру, электровакуумные приборы (ЭВП) и полость диффузионного насоса ND через вентили VT1 и VT2 до давления ~10 Па. При этом клапан VT3 и натекатель VF закрыты.

2. Включить диффузионный насос ND и откачать вакуумную камеру и ЭВП через вентиль VT1 до давления Р₁ = 10^-3 Па. При этом клапан VT2 и натекатель VF закрыты, а механический насос NI откачивает газовый поток через клапан VT3.

3. Закрыть вентиль VT1 и измерить давление Р₂ через время t (зависимость 1 на рис. 17).

4. Открыть вентиль VT1 и снова откачать вакуумную камеру и ЭВП до давления Р₁ = 10^-3 Па.

5. Закрыть вентиль VT1, включить нагреватель 2 и измерить давление Р₃ через время t (зависимость 2 на рис. 17).

6. Определить фоновый газовый поток Q_ф без прогрева, суммарный газовый поток Q_ при обезгаживающем прогреве и поток газовыделения за счет процессов десорбции при обезгаживающем прогреве Q_г по формулам 8, 9, 10 соответственно.

Рекомендуемая литература:

1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: Учеб. пособие для вузов/ Ю.Л. Бобровский, С.А. Корнилов, И.А. Кратиров и др. – М.: Радио и связь, 1998. – 559 с.

2. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники: Учебник для вузов. – СПб.: Лань, 2001. – 366 с.

3. Булычев А.Л., Лямин П.М., Туликов Е.С. Электронные приборы. – М.: Лайт ЛТД, 2000. – 415 с.

4. Аваев Н.А., Шишкин Г.Г. Электронные приборы: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МАИ, 1996. – 540 с.

5. Ибрагим К.Ф. Основы электронной техники. Элементы, схемы, системы. – М.: Мир, 2001. – 397 с.

6. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. Учебник для высшей школы. – СПб.: Унивак, 2000. – 320 с.

7. Машиностроение. Энциклопедия / Под ред. К.В. Фролова и др. – М.: Машиностроение. Технологии, оборудование и системы управления в электронном машиностроении. Т. III-8 / Под общ. ред. Ю.В. Панфилова. 2000. - 744 с.

8. Деулин Е.А. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Основы вакуумной техники» / Под ред. Л.И. Волчкевича – М.: Изд-во МГТУ, 1989. – 36 с.

30