Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Как и в случае шнберных затворов, большие дисковые вентнлн приводятся в действие с помощью пневматического привода. Принцип действия клапанного вентиля нллюстрнруется на рнс. 84, б. Вентиль перекрывается с помощью клапана с закрепленной в канавке кольцевой прокладкой. Клапан связан с рыча>акын нлн кулачковым механизмом, опрокидывающим нлн подннмающнм его оседла.
Перемещение штока осущест. Тыльное ув отнониет Фнбнлшйгнултнргеу Рке. аа. Вмеекееакууекме еекткле~ е — дкекекма; б — клакаккна: е — дресеелькна. вляется с помощью вводов вращення нлн возвратно-поступательного двяження, Тах же, как н в случае форвакуумных вентилей, клапанные аен. тило выпускаются в угловом варианте.
Лучшнмн конструкциями являются те, в которых проходное сечение полностью открывается гкбестеневыее вентили) н тем самым достнгается ббльшая пропускная спвсобность по сравнению с аналогичными клапанами с частично затеняемым отверстием.
Еще одной конструктивной проблемой клапанных вентилей является передана на диск достаточно больших уплотняющнх уснлнй. Именно по втой причине вентнлн етого типа конструируются таким образом, чтобы прн яапуске воздуха в камеру атмосферного давления на клапан создава- 1О как, ззз Гл. 2. Техннка высокого вакуума лось бы дополнительное уплотпяющее усилие. Однако в этом случае внутренние поверхности вентиля н устройства привода подвергаются воздействию атмосферных газов, десорбирующнхся в вакуум прн последующей откачке камеры.
Поэтому описанный варнант вентилей используется реже, чем дксковый, а также реже, чем затворы. Следует отметить, что в послед. нее время расширилось нх применение в вакуумных шлюзовых устройствах непрерывного действия с горнзонтальной загрузкой подложек. Относнтельно просто устроен показанный на рис. 84, а вентиль дроссельного типа. Корпусом его является кольцо, внутренняя поверхность которого служит опорной площадкой круглой кольцевой прокладки, заглубленной в периметр круглой тарелкн. Открывание н закрывание вентиля осуществляется поворотом вала на 90' (перпендикулярно плоскоств рисунка).
В вентилях этого типа часто применяется наружное уплотнение вала (см. рнс. 68). Основное преимущество такнх вентилей — небольшой размер, поскольку толщина их днскообразного корпуса обычно не превышает 40 мм. Однако для работы вентиля с обеих его сторон необходимо обеспечить свободное пространство, требующееся для поворота тарелки. Кроме того, проводимость такого вентиля несхолько меньше даже в открытом состоянии из-за присутствия в нем тарелки.
Важной для вентилей этого типа является проблема срока службы прокладок. Она в какой-то мере решается за счет оптимальной конструкции фиксирующей канавки и использования антнфрикцнонной смазки. Однако, многократное перекрытие вентиля приводит к стиранию смазки, а увелнчнвающееся в результате трение вызывает износ прокладки н может даже стать причиной вы. ,рывання ее нз канавки. Естественно, что вентнлн этого типа не находят себе шнрокого прнменення. Они нногда используются лишь в качестве форвакуумных или дроссельных вентилей. Тнпнчнымн для ннх являются внутренние диаметры 25 †1 мм, а привод может быть как ручным, так в пневматическим.
Во всех вентилях, описанных в предыдущей части параграфа, используют прокладнн нз эластомеров„ н следовательно, онн непригодны для сверхвысоковакуумных снстем. Для последнвх систем необходимы прогреваемые вентили, изготовленные полностью вз металлов и способные выдерживать прогрев по крайней мере до 400' С. Используемые для уплотнения вводов движения прокладки нз зластомеров следует заменить конструкциямн на основе метачлических снльфонов.
Замена эластомеров металлическими прокладками возможна лишь в некоторых из описанных ранее конструкций. Наиболее широкое распространение нашлн прогреваемые вентили, аналогнчные по конструкции дисковому вентилю, представленному на рис. 82, а, На седле протачнвается клнновндный эы. ступ, н перекрытне осуществляется вдавливанием в седло медной про.
кладки нлн поршня из какого-либо мягкого металла. Усилие, необходимое для подучення герметичного уплотнения, достаточно велико и возрастает еще больше при повторных перекрытиях, Поэтому прогреваемые вентнлн бывают обычно небольших размеров"с проходным отверстием диаметром не более 50 мм. Срок службы устройства ограничен всего несколькнмн десятками или в некоторых случаях (в зависимости от конструкции, требуемого усилия н условий прогревання) тысячью перекрытий. С другими типами прогреваемых высоковакуумных вентилей читатель может ознакомиться, напрнмер, в'работе (248). 3) Вспомогательные вентили.
Для напуска воздуха в вакуумную камеру нлн для регулировки потока рабочего газа используются небольшие вентили относительно простых конструкций типа тех, что представлены на рис. 85. Всптнли типа а н б — это двухпознцнонные вентили, уплотнзние которых осущестнлнется с помощью прокладок нз эластомеров. 4. Техника вшнтвжв вакуумных систем Оии соединяются с вакуумной камерой коротким патрубком диаметром 5 — 20 мм. Уплотняющее усилие создается вращением винта. Вентиль, изображенный на рис. 85, а, используется в основном только для напуска воздуха в камеру, поскольку применяемое в нем уплотнение вала в открытом положении недостаточно надежно.
От этого недостатка свободен вентиль типа б, вследствие чего его лучше использовать дли регулируемого нлпуска чистых рабочих газов в камеру. На рнс. 85, а н а представлены две широко распространенные конструкции вентилей для регулируемого Рнс. ЗБ. Всноногвтельиые вентнл»г и — лисновый напускной «рвн; б — лнсковмй напускной вентиль; е — игольчотмй нвтекв. телЫ л — коибинировниннй нвтеквтель. Валру. г напуска газа (иатекателей) ~2481 Оии предназначены для регулирования и поддержания заданной скорости напуска в камеру рабочего газа, что необходимо в случае ионного распыления, испарения в химически активной среде, калибровки масс-спектрометров и измерений быстроты откачки.
В игольчатом иатекателе регулировка потока газа осуществляется изменением зазора между иглой, изготовленной из твердой нержавеющей стали, и отверстием в медной или бронзовой опорной плате. Очень малые потоки газа могут быть получены вжатиеи иглы в отверстие седла из мягкого матсриала; чрезмерные усилия в этом направлении приводят к бы.
строму износу седла и преждевременному выходу его из строя, Иьгеино по. этому применять игольчатые натекателн для полного перекрытия газового потока ие рекомендуется. Лчя ионного распыления оказалось более целесообразным такие нвтекатсли использовать в комплекте с дисковым Гл. 2. Техника высокого вакуума вентилем типа представленного на рис. 88, б. Зта комбинация позволяет ос1шествлйть топкую рейуйировку потока газа игочьчатым натекателем и независимое перекрытие дисковым вентилем.
Использование в таком комплекте Вентиля а прокладками нз эластомероя обычно нежелательно нз.за высокой газбпроницаемостн прокладок. еще одни вариант натекателн представлен на рис. 88, е. Оп сочетает в себе одновременно свойства как регулирующего, так и перекрывающего вентилей. Полное перекрытие осуществляется прижатиэм к седлу круглой прокладки из эластомера. В открытом состоянии поток газа регулируется изменением проводимости канала, образованного узкой проточкой вдоль направляющей штока и прокладхой из твердой пластмассы, расположенной ниже седла. Глубина проточки увеличивается по направлению к нижнему концу штока так, что по мере его вытягивания сечение канала растет. Такие вентили пригодны для регулировки довольно больших газовых потоков от ! До !00 мм рт. ст.
° л с-' и хорошо работают в качестве нэтекателей в системак ионного распыления. КОНСТРУКНИИ И РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ В этом разделе рассматриваются различные типы вакуумных систем н эависцмостн их рабочих характеристик от комбинаций насосов н элемен.тов системы, а также свойств применяемых для их изготовления материалов. В принципе можно учесть все факторы, определяющие рабочие характеристики системы, однако на практике количественные оценки вкладов различных процессов газовыделения делаются лишь для получения равновесных условий.
В итоге достаточно достоверные данные могут быть получены только для предельных достигаемых уровней вакуума. Из-за невозможности точной формулировки начальных условий для самой системы и для имеющих место переходных процессов приводимые априорные оценки времен откачки оказываются ненадежными. А. Газовый баланс в вакуумных системах Откачка резервуара, находившегося до этого при атмосферном давке. нин, в начале процесса определяется турбулентным и вязкостным механизмами течения газа. Продолжительность действия этих механизмов по порядку величины составляет всего несколько минут, и поэтому эту фазу откачки мы подробно рассматривать не будем.
Высокий вакуум устанавливается в результате взаимодействия целого ряда противодействующих друг другу молекулярных процессов. В любой данный момент времени в процессе откачки давление в системе является результатом динамического баланса процессов откачки и поступления газа, как это схематически изображено на рис, 86. Вакуумопроводы, ловушки или отражатели между яамерой н насосом уменьшают быстроту откачки последнего (5).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
