不同真空状态下真空工艺应用-真空镀膜实操细节

“真空” 这一术语译自拉丁文Vacuo，其意义是虚无。其实真空应理解为气体较稀薄的空间。在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。

01真空

真空技术是基本实验技术之一。自从1643年托里拆利做了著名的有关大气压力实验，发现了真空现象以后，真空技术迅速发展。现在，真空技术已经成为一门独立的前沿学科。

它的基本内容包括:真空物理、真空的获得、真空的测量和检漏、真空系统的设计和计算等。随着表面科学、空间科学高能粒子加速器、微电子学、薄膜技术、冶金工业以及材料学等尖端科技的发展，真空技术在近代尖端科学技术中的地位越来越重要。”

02不同真空状态下真空工艺应用

粗真空(100000-l000Pa)

气体状态与常压相比只是分子数量的减少，没有气体空间特性的变化，分子间碰撞频繁，此时的吸附气体释放可以不子考虑，气体运动以粘滞流为主。主要是利用压力差产生的力未实现真空力学应用（真空吸引或运输固体、液体、胶体等，真空吸盘起重，真空过滤）。

低真空(1000-0.lPa)

气体分子间，分子与器壁间碰撞不相上下，气体分子密度较小，气体释放也可不考虑，气体运动以中间流为主。利用气体分子密度降低可实现无氧化加热，利用气压降低时气体的热传导和对流逐渐消失的原理可以实现真空隔热及绝缘，利用压强降低液体沸点也降低的原理实现真空冷冻和真空干燥（黑色金属真空熔炼脱气，真空绝缘和真空隔热，真空冷冻及干燥，高速空气动力学实验中的低压凤洞）。

高真空(0.1-0.000001Pa)

气体分子间相互碰撞极少，气体分子与器壁间碰撞频繁，气体运动以分子流为主，此时的气体释放是影响真空度及抽气时间的一个主要原因。利用气体分子密度低，任何物质与气体残余分子发生化学作用微弱的特点进行真空冶金，真空锭膜（超纯全属、半导体材料的真空提纯及精制，真空锭膜，离子注入、干法刻蚀等表面改性，真空器件的生产：光电管、各种拉子加速器等）。

超高真空(>0.0000001Pa)

气体分子与器壁的碰撞次数极少，气体空间只有固体本身的原子，几乎没有别的分子或原子的存在，此时压强的升高除了泄漏外主要就是器壁分子的释放。应用：宇宙空间环境的模拟，大型同步质子加速器的运转。

03真空镀膜操作规程

在真空环境下，气体分子平均自由程大、单位面积上分子与固体表面碰撞几率变小、气体分子密度低、剩余气体对沉积膜的掺杂减小。

因此，要想获得高品质的薄膜就必须有一个比较理想的本底真空。

01准备工作

1、开启设备总电源， 稳压器，确认三相供电电压正常：370—440V；

2、开启电容补偿器；

3、确认水池冷却水水量充足（见浮标尺）打开循环水泵；

4、根据工艺要求，确定是否需要启动冷水机以及启动几台冷水机；启动前应确认冷水机入口水压1.5-3kg，内部增压泵旋转正常，可采用自动或手动方式启动；

5、 确认各部分冷却水循环系统完好，确认扩散泵循环水工作正常，紧急冷却系统准备就绪；

6、 确认工艺气体气压不低于2个大气压

7、 装基膜

A、 领膜

B、 装轴

C、 装膜

D、 按任务书车速要求设置镀膜速度、张力；

E、 试卷

8、 按生产任务书要求确认各靶位、布气系统、电源配置正确，靶材量充足，确认无其他物品遗忘在真空室内或小车上，关闭真空室。

02抽真空

1 、扩散泵预加热（约需40分钟）：启动维持泵，确认运转正常后，打开维持阀（灯亮） ，逐一打开扩散泵；

2 、低抽：确认真空室门已关闭启动计算机，进入镀膜系统监控程序，充气阀关闭，启动机械泵（1、2），确认机械泵正常运行后，开预抽阀，五分钟后打开复合真空计，打开罗茨

泵开关，。（当真空达到1500Pa时，罗茨泵允许信号灯（红灯）亮，再延迟25秒后，罗茨泵自动启动） ；

3 、高抽：当罗茨泵启动五分钟后，打开热偶真空计，当真空度达到5Pa时，开高阀允许信号灯（红灯）亮，此时确认扩散泵预热已完成 （加热40分钟或油窗油面达到规定位置情况下），关闭预抽阀，依次打开各前级阀，关维持阀、关维持泵。依次打开各路高阀，确认到位开关灯亮，开始高抽。真空度进入10 -2 Pa后，打开电离真空计测量高真空，直到工艺规定的背景真空，真空进入6×10-3Pa后，打开靶电源总开关及透过率分析仪预热，与计算机系统完成通讯连接；

03镀膜

1、 确认已达背景真空， 关闭电离真空计， 打开冷辊、 隔离槽、靶电源、冷却水，确认工作正常；

2、 打开所需各路供气电磁阀，抽取残留杂质气体，确认到达背景真空，按工艺要求设置各路气体流量，打开总气阀、减压阀、气体控制器开关，用中真空计观察工艺气体总压，稳定后进行透过率分析仪初始化整定（此时需关闭真空室照明灯） ；

3、 镀膜：启动传动系统，确认收放卷工作正常，按靶 1—靶 5 依次设置各靶镀膜功率， 关照明灯， 观察记录透过率变化情况，开照明灯，观察镀膜后剩余反射光、外观、颜色、质量是否符合工艺要求，在稳定工作的情况下，做好工艺记录，不断巡查设备运转状况，合理处置各种随机问题，镀膜结束时，依次关闭传动、靶电源，工艺气体、冷却水、 （扩散泵水除外），依次关闭各路高阀，启动维持泵，开维持阀，依次关各路前级阀、罗茨泵、机械泵、各真空测量仪，对冷辊升温，如不继续镀膜，关闭扩散泵，保持冷却水，降温 3 小时后，关维持阀和维持泵；

04恢复大气压力

确认冷辊高于露点温度后，打开充气阀，充气完成后，打开真空室门；

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