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VaporCold和PolyCold在真空镀膜中如何提高产量
发布时间:2022-06-27点击量:270

水蒸气捕集是Dale Meissner在20世纪70年代提出的一个概念,用来缩短抽真空的时间,降低真空度以增强真空镀膜涂层。在抽真空系统中,既可以使用泵组从真空腔室里抽走气体分子,也可以通过超低温表面将水蒸气分子冷凝捕集。

基础原理

当一个腔体从大气压开始抽真空,在真空度10^-1 ~ ~10^-5Pa时,腔体中65% ~ 95%的残留气体是水蒸气。当一个真空腔室开门,直接暴露在空气中,腔室的内部表面将被一层又一层的水分子所覆盖。水分子层的厚度将取决于空气的相对湿度、暴露时间等因素。当真空腔室开始抽真空、真空度逐步降低时,水蒸气从真空腔室和工件表面释放出来,然后必须使用真空泵抽除或低温冷凝捕集,来进一步降低真空室内的真空度。

类似于Vaporcold和Polycold这样的水汽捕集泵(低温冷阱),使用低温制冷剂直接冷却位于真空室内的不锈钢盘管或紫铜盘管。这种盘管捕捉水蒸气的能力,主要是基于真空腔室里低温盘管的表面积和数量。当水蒸气从真空腔室和工件表面释放出来时,必须使用真空泵抽除或低温冷凝捕集,以进一步降低真空腔体中的真空度。增加真空腔室内低温盘管的面积或数量,捕集水汽分子的能力就会增加。

低温盘管在真空镀膜系统里的应用示意图.png

分子泵或扩散泵 Vs. 水汽捕集泵

当一个真空腔室达到真空度1Pa后,高真空泵开启,开始有效地降低真空度。在分子流中,这些气体分子必须碰撞到分子泵或扩散泵的泵口,才能被抽走。这需要较长的时间,因为泵的开口尺寸很小,而且大多数情况下,这些泵是安装在管道上,而不是直接安装在真空腔室上。因为流导的原因,这将导致高达50%的抽速损失。

比如:一台50,000升/秒的高真空泵,效率降低50%,只能提供25,000升/秒的抽速。为了达到10万升/秒,需要4个这样的泵。但因为成本和空间的问题,这是不实际的。

VaporCold VPC-3500,Polycold PFC-1100HC或MaxCool 4000H,配合布置在真空腔室里长度40m、外径16mm的盘管设计,可以产生超过100,000升/秒的抽速或或相当于4倍的高真空泵。与高真空泵的小尺寸入口相比,真空腔室里的盘管完全没有口径尺寸限制,直接冷凝捕集水汽分子,因而获得超高的捕集效率。 相反,如果没有VaporCold或Polycold,达到目标真空度的时间,将大大延长。

Polycold.png

结论

在需要快速生产的真空系统里,VaporCold或Polycold是至关重要的,可加快捕集腔内的水汽分子,降低真空基底压力,提高真空镀膜的质量。使用适当规格的VaporCold或Polycold,加大紫铜或不锈钢低温盘管的表面积,可以显著提高产量。

总之,VaporCold或Polycold,可以提高真空镀膜设备的质量和产量。

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