Деулин Е.А. - Методические указания к лабораторным работам по физике вакуума (1074255), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В элионном (напылительном, эпитаксиальном, электронно-, ионно-лучевом и т.п.) оборудовании этому этапу соответствует прогрев для обезгаживания испарителей (в установках вакуумного напыления), прогрев катодов в электронно-лучевом или ионно-лучевом технологичес­ком оборудовании.

Время активирования и обезгаживания катода или испарителей рассчитывается на основе данных газосодержания катода или испарите­лей.

7. Время t_О откачки ЭВП после обезгаживания до момента достиже­ния окончательного давления в ЭВП рассчитывается.

В элионном оборудовании после обезгаживания обычно проводится процесс формирования изделия (напыления, сварки, ионного легирования и т.п.), время которого определяется режимом работы.

Элионное оборудование, как правило, включает еще один этап- остывание полученного изделия продолжительностью от 10 до 40 мин.

8. Отпай ЭВП, или разгерметизация камеры, t_П. Обычно принимают:

1) отпай стеклянного штенгеля- 10-60 с;

2) пережим металлического штенгеля- 1-10 мин;

3) разгерметизация камеры и снятие изделий- 5-20 мин.

Технологическая диаграмма дает наглядное представление о после­довательности, количестве и продолжительности переходов, зависящих от специфики техпроцесса, конструкции вакуумной системы.

Проектирование вакуумной системы технологического оборудования включает следующие этапы:

7.1 Построение технологической диаграммы.

Строится типовая технологическая диаграмма обработки изделия рис. 16., которую в процессе проектирования удобно использовать как справочный инструмент - отмечать на ней переходы, проставлять рассчитанные времена переходов, менять их порядок. Типовая технологическая диаграмма в процессе проектирования установки постоянно уточняется, конкретизируется, и свой окончательный вид при­обретает лишь в конце процесса проектирования.

Рис. 16а Пример технологической диаграммы откачки ЭВП.

Рис. 16.б Пример технологической диаграммы работы установки напыления

7.2. Выбор типов насосов, обеспечивающих окончательную откачку рабочего объема.

Производится путем сопоставления требований к окончательному разряжению в откачиваемом электровакуумном приборе (или в рабочей камере технологической установки), см. табл.1., с предельными возможностями насосов, табл. 2. С учетом газовыделения из стенок откачиваемого объема, катодов, нагревателей, испарителей и т.п. предельное давле­ние насоса Р_Н’ должно быть примерно на порядок меньше окончательного давления Р_О в приборе или рабочего давления в технологической каме­ре, т.е.

7.3. Синтез вакуумной системы.

При синтезе вакуумной системы следует помнить, что каждый из типов высоковакуумных (или сверхвысоковакуумных Р'<10^-4 Па) насосов требует определенной схемы соединения с откачиваемыми объектами и насосами предварительного разряжения. Типовые схемы соединения насо­сов могут быть использованы из рис. 1-9, при этом на рис. 1,3,4,8 да­ны схемы соединений, используемые для индивидуальных откачных постов и установок, на рис. 6- схема с параллельным агрегатированием ваку­умного откачного оборудования. Параллельное и последовательное агрегатирование, предполагающее одновременную обработку нескольких изде­лий на ряде параллельных позиций или с дроблением техпроцесса на ряд последовательных операций требует усложнения вакуумной системы. При параллельном агрегатировании, рис. 6 система дублируется на каждой позиции и часто ставится на подвижное основание (на рис. 6- на те­лежку). При последовательном агрегатировании вакуумная система дро­бится на ряд элементарных звеньев (простейших систем, соединенных с позициями обработки), последовательно улучшающих вакуум в приборе (рис. 2, 5) или в объёме (рис.7) по мере движения изделия от позиции к позиции. Соединение изделий с вакуумной камерой производиться с помощью золотниковых или шлюзовых систем.

Выбор схема агрегатирования и способа перемещения изделий определяется требованием производительности и габаритами изделий. Небольшие изделия (до 20-30 мм в поперечнике) целесообразно обрабатывать на карусельных установках рис. 3, 5, крупногабаритные (например цветные кинескопы) на конвейерных машинах (рис.6).

7.4. Выбор типоразмеров насосов окончательной откачки.

Выбор типоразмеров насосов заключается в определении требуемой быстроты откачки и подборе из каталога конкретных марок насосов, обеспечивающих требуемую быстроту откачки. Сначала, в соответствии с разработанной вакуумной системой, выбирается насос окончательной откачки, а затем насосы системы предварительной откачки, а затем насосы системы предварительного разряжения.

Определение требуемой быстроты откачки насосом окончательной откачки S₀ производиться по формуле:

, м³с-¹ (1)

где Q- поток газовыделения в реципиенте (откачиваемом объеме), м³Пас^-1;

P_P- рабочее давление (при обезгаживании изделия, работе испарителя и т.п.), Пас^-1.

Обычно давление при обезгаживании на два-три порядка выше окончательного давления Р_К в реципиенте. Поток Q определяется суммой элементарных потоков газов десорбирующих со стенок и диффундирующих из толщи (нагретых) деталей (при обезгаживании изделия, работе испарителя и т.п.), натекающих через неплотности, а также за счёт испарения легколетучих компонентов материалов, газопроницаемости тонкостенных участков реципиента и ориентировочно может быть найден как

Q_=g_mim_i/t_об+g_FiF_i/t_об+Q_Н+Q_И+Q_{П ,} (2)

где:

g_mi, g_Fi- удельное содержание газа в растворённом (внутри материала конструкции) или сорбированном (на поверхностях, обращенных в вакуум) состоянии для прогреваемых элементов, соответственно, м³Па^.кг^-1 или м³Па^.м^-2;

t_об- время (высокотемпературного Т300 C) обезгаживающего прогрева, с;

m_i- масса обезгаживаемых прогревом деталей;

F_i- поверхность, обращенная в вакуум и выделяющая газ, м²;

Qg_iF_i- поток газовыделения из непрогреваемых элементов вакуумной

системы, м³Па^.с^-1;

g_i- удельное газовыделение с непрогреваемых поверхностей, м³Па^.м^-2с^-1.

Q_Н- суммарный поток газа, натекающий через неплотности вакуум­ной системы,

м³Пас^-1, (определяется чувствительностью ис­пользуемого для контроля вакуумной установки течеискателя);

Q_И=(Р_НАС-Р_i)V_iF_i- поток газа за счет испарения материалов, обращен­ных внутрь реципиента, м³Пас^-1, (при атом Р_НАС, P_i- дав­ление насыщающих паров и парциальное давление вещества в реципиенте Па, V_i=117 м³м^-2с^-1- объем газа, ударяю­щего о единицу поверхности в единицу времени);

Q_П=F_i^.П^.(Р_i)^1/j.h^-1 - поток газа за счет проницаемости тонких стенок, м³Па^.с^-1 (где П- коэффициент проницаемости; Па^1/jм³с^-1м^-1);

Р_i- перепад давлений диффундирующего через стенку газа; Па, j=l для эластомеров, j=2 для металлов, h- толщина стенки, м.

Газосодержание ряда аморфных материалов плохо растворяющих га­зы, но имеющих большую энергию сорбции (например, стекла) определяет­ся содержанием сорбированного на поверхности газа g_F1. Для металлов, эластомеров обычно указывается количество растворенных газов. Некоторые дан­ные по газовыделению и газосодержанию приведены в табл.5.

Таблица 5 Газосодержание и газовыделение вакуумных конструкционных материалов.

Характеристики

Список файлов книги