Kelebihan pam krio dalam proses salutan dan semikonduktor 17 September 2020

Untuk mendepositkan filem nipis berkualiti tinggi bagi pasaran optik, seperti lapisan Anti-Pantulan dan Penapis, tekanan vakum tinggi, iaitu 10-³ mbar hingga 10-⁷ mbar, adalah penting. Begitu juga dengan pemendapan logam, termasuk Aluminium dan Tembaga, yang diperlukan oleh sektor Semikonduktor. Walaupun terdapat beberapa jenis pam yang boleh mencapai tekanan ini, kami berkongsi mengapa menggunakan pam kriogenik akan membantu anda kekal di barisan hadapan industri anda.

Pada pandangan pertama, terdapat beberapa jenis pam yang dapat mencapai tekanan ini, iaitu: 

• Pam kriogenik 
• Pam penyebaran 
• Pam turbomolekul

Seperti mana-mana pam vakum tinggi, pam pra-vakum yang sesuai juga akan diperlukan.

Pam penyebaran, walaupun menawarkan kelajuan pam sehingga 50,000 l/s, menghasilkan pencemaran minyak dan secara amnya tidak sesuai untuk filem berkualiti tinggi yang diperlukan oleh sektor optik dan semikonduktor. Seseorang boleh menambah penghadang, tetapi ini boleh mengurangkan kelajuan pam sebenar sehingga 50 peratus. Selain itu, pam difusi mempunyai kos operasi yang agak tinggi dari segi kuasa dan air penyejuk. Sebagai tambahan kepada pam pra-vakum, satu pam penampung yang lebih kecil dan saluran bypass diperlukan untuk mengekalkan pam difusi apabila sistem mula dikosongkan dari atmosfera.

Walaupun pam turbomolekul bebas minyak, kelajuan pam maksimum adalah sekitar 3000 l/s, yang biasanya terlalu rendah untuk proses throughput tinggi. Selain itu, pam-pam ini kurang berkesan dalam mengepam wap air dan gas ringan, yang penting untuk banyak aplikasi pelapisan. 

Gas-gas yang lebih ringan seperti hidrogen tidak akan mengembun pada 20K, jadi lapisan arang digunakan untuk "menyerap" spesies ini secara kriogenik. Ini sekali lagi membolehkan kelajuan pam yang lebih tinggi untuk gas-gas ini, berbanding dengan pam turbomolekul. Gas-gas ini akhirnya akan menepati tahap kedua, yang mengakibatkan peningkatan tekanan akhir.

Pam kemudian perlu dijana semula dengan memanaskan peringkat sambil mengepam keluar spesies gas yang dilepaskan dengan pam vakum awal yang kecil - pam tanpa minyak seperti pam skrol adalah disyorkan. Ini mencegah pencemaran panel kriogenik pam. Regenerasi biasanya mengambil masa 2 jam dan boleh dimasukkan sebagai sebahagian daripada penyelenggaraan rutin. Sebuah pam kriogenik dapat memenuhi semua permintaan ini. Seperti yang dinyatakan oleh namanya, pam ini menggunakan prinsip penyejukan. Helium-4 dimampatkan dan diperluas untuk mencapai suhu yang sangat rendah, mengakibatkan pemeluwapan spesies gas. Pam kriogenik diklasifikasikan sebagai pam penjerapan. Skema di bawah menggambarkan sistem pam kriogenik yang tipikal:

Terdapat dua suhu yang berbeza, yang dicapai dengan memampatkan Helium-4 berkualiti tinggi. Peringkat pertama menangkap wap air, dan menawarkan kelajuan pam yang sangat baik, menghasilkan filem berkualiti tinggi. Masa pam turun bagi sistem vakum tinggi sangat bergantung kepada pengeluaran molekul air yang diserap, jadi fasa pam tinggi ini akan mengurangkan permintaan masa yang penting ini.

Masa antara regenerasi jelas dipengaruhi oleh beban gas, tetapi biasanya adalah 7-10 hari, bergantung kepada tekanan proses.

Pam kriogenik mempunyai empat kelebihan utama untuk aplikasi filem nipis berbanding pam difusi dan pam turbo, iaitu:

• Tiada risiko pencemaran minyak
• Kelajuan pam keseluruhan sehingga 60,000 l/s
• Kos operasi yang rendah 
• Kelajuan pam yang tinggi untuk wap air dan gas ringan.

Adakah anda mempunyai lebih banyak soalan?  Pasukan Leybold sentiasa sedia untuk menjawab soalan anda mengenai pam vakum dan teknologi kriogenik. Hubungi kami untuk mendapatkan jawapan kepada soalan-soalan penting anda atau meneroka penyelesaian yang disesuaikan untuk keperluan vakum anda.