ข้อดีของปั๊มแบบเย็นในกระบวนการเคลือบผิวและเซมิคอนดักเตอร์ 17 กันยายน 2020
3 MIN READ
ในการสะสมฟิล์มบางคุณภาพสูงสําหรับตลาดออพติคัล เช่น การเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงและตัวกรอง แรงดันสุญญากาศสูงที่ 10-3 mbar ถึง 10-7 mbar เป็นสิ่งจําเป็น เช่นเดียวกันกับการเคลือบผิวโลหะ รวมถึงอะลูมิเนียมและทองแดงที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ต้องการ แม้ว่าจะมีปั๊มที่แตกต่างกันไม่กี่ตัวที่สามารถบรรลุแรงดันนี้ได้ แต่เราจะแบ่งปันเหตุผลว่าทําไมการใช้ปั๊มแช่แข็งจะช่วยให้คุณยังคงเป็นผู้นําในอุตสาหกรรมของคุณ
ความแตกต่างระหว่างปั๊มแช่แข็ง ปั๊มแพร่กระจาย และปั๊มเทอร์โบโมเลกุล
ทันทีที่เห็น มีปั๊มหลายประเภทที่สามารถบรรลุแรงดันนี้ได้ ได้แก่:
- ปั๊ม cryo
- ปั๊มแพร่กระจาย
- ปั๊มเทอร์โบโมเลกุล
เช่นเดียวกับปั๊มสุญญากาศระดับสูง คุณจําเป็นต้องใช้ปั๊มสุญญากาศปลายทางที่เหมาะสม
ปั๊มแบบแพร่กระจายในขณะที่ให้ความเร็วในการปั๊มสูงถึง 50,000 ลิตร/วินาที จะทําให้เกิดการปนเปื้อนน้ํามัน และโดยทั่วไปไม่เหมาะสําหรับฟิล์มคุณภาพสูงที่อุตสาหกรรมออพติคัลและเซมิคอนดักเตอร์ต้องการ สามารถเพิ่มแผ่นกั้นได้ แต่แผ่นกั้นเหล่านี้สามารถลดความเร็วในการปั๊มจริงได้ถึง 50% นอกจากนี้ ปั๊มแบบแพร่กระจายยังมีต้นทุนการดําเนินงานค่อนข้างสูงในแง่ของพลังงานและน้ําหล่อเย็น นอกเหนือจากปั๊มสุญญากาศเบื้องต้นแล้ว ยังจําเป็นต้องใช้ปั๊มรองรับขนาดเล็กและท่อบายพาสเพิ่มเติมเพื่อรักษาปั๊มแพร่กระจายเมื่อระบบถูกไล่ออกจากบรรยากาศในเบื้องต้น
แม้ว่าปั๊มเทอร์โบโมเลกุลจะปราศจากน้ํามัน แต่ความเร็วในการปั๊มสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 3000 ลิตร/วินาที ซึ่งโดยทั่วไปแล้วต่ําเกินไปสําหรับกระบวนการที่มีปริมาณงานสูง นอกจากนี้ ปั๊มเหล่านี้ยังไม่สามารถปั๊มไอน้ําและก๊าซที่มีน้ําหนักเบาได้ ซึ่งมีความสําคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานการเคลือบผิวหลายประเภท
ก๊าซที่มีน้ําหนักเบากว่า เช่น ไฮโดรเจน จะไม่ควบแน่นที่ 20K ดังนั้นจึงมีการเคลือบถ่านเพื่อ "ดูดซับแบบเย็น" ชนิดเหล่านี้ ซึ่งจะช่วยให้มีความเร็วในการปั๊มสูงขึ้นสําหรับก๊าซเหล่านี้เมื่อเทียบกับปั๊มเทอร์โบโมเลกุล ในท้ายที่สุด ก๊าซเหล่านี้จะอิ่มตัวในขั้นตอนที่ 2 ซึ่งส่งผลให้แรงดันสูงสุดเพิ่มขึ้น
จากนั้นปั๊มจําเป็นต้องได้รับการปรับสภาพใหม่โดยการให้ความร้อนแก่จังหวะในขณะที่ปั๊มก๊าซชนิดต่างๆ ที่ปล่อยออกมาด้วยปั๊มสุญญากาศขนาดเล็ก - แนะนําให้ใช้ปั๊มไร้น้ํามัน เช่น สโครล ซึ่งจะช่วยป้องกันการปนเปื้อนของแผงแช่แข็งของปั๊ม การปรับสภาพโดยทั่วไปจะใช้เวลา 2 ชั่วโมง และสามารถรวมเป็นส่วนหนึ่งของการบํารุงรักษาตามปกติได้ ปั๊มแช่แข็งสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ทั้งหมดได้ ดังที่ชื่อบ่งชี้ ปั๊มใช้หลักการทําความเย็น ฮีเลียม-4 ถูกบีบอัดและขยายตัวเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต่ํามาก ส่งผลให้เกิดการควบแน่นของก๊าซ ปั๊มแช่เย็นจัดเป็นปั๊มที่เกาะติด แผนผังด้านล่างแสดงระบบปั๊มแบบเย็นทั่วไป:
แผนภาพด้านล่างแสดงวิธีที่ปั๊มควบแน่นก๊าซโดยขึ้นอยู่กับจุดเยือกแข็ง:
มีอุณหภูมิที่แตกต่างกันสองระดับ ซึ่งทําได้โดยการบีบอัดฮีเลียม 4 ที่มีความบริสุทธิ์สูง จังหวะแรกจะดักจับไอน้ําและให้ความเร็วในการปั๊มที่ดีมาก ทําให้เกิดฟิล์มคุณภาพสูง เวลาในการปั๊มของระบบสุญญากาศระดับสูงขึ้นอยู่กับการกําจัดก๊าซออกจากโมเลกุลน้ําที่ดูดซับ ดังนั้นระยะการปั๊มระดับสูงนี้จะช่วยลดความต้องการเวลาที่สําคัญนี้
เวลาระหว่างการปรับสภาพจะได้รับอิทธิพลอย่างชัดเจนจากปริมาณก๊าซ แต่โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ที่ 7-10 วัน ขึ้นอยู่กับแรงดันในกระบวนการ
ข้อดีหลักของปั๊มแบบเย็น
ปั๊มแบบเย็นมีข้อดีสําคัญสี่ประการสําหรับการใช้งานฟิล์มบางเมื่อเทียบกับปั๊มแบบแพร่กระจายและเทอร์โบ ได้แก่
- ไร้ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของน้ำมัน
- ความเร็วในการปั๊มโดยรวมสูงสุด 60,000 ลิตร/วินาที
- ค่าใช้จ่ายการทำงานต่ำ
- ความเร็วในการปั๊มสูงสําหรับไอน้ําและก๊าซเบา
ก้าวไปอีกขั้นด้วยการแช่แข็ง
คุณมีคําถามเพิ่มเติมหรือไม่? ทีมงานของ Leybold พร้อมตอบคําถามของคุณเกี่ยวกับปั๊มสุญญากาศและเทคโนโลยีแบบเย็นเสมอ ติดต่อเราเพื่อรับคําตอบสําหรับคําถามของคุณ หรือสํารวจโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการด้านสุญญากาศของคุณ
