镀膜教材镀膜机word版Word文档下载推荐.docx

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推力而經常接觸在幫浦之靜子（Stator）

壁上。

靜子外部儲滿幫浦油，當幫浦運

轉時，幫浦油會由小油路滲入靜子內

壁，於翼片前端及鏡子壁間形成約2μ

之氣密油膜。

構造如下圖：

迴轉油墊幫浦係利用偏心之轉子旋

轉，來壓縮排氣，其排氣行程如下:

迴轉油墊幫浦抽氣效率甚高，但空氣

中若含有易凝結之氣体或蒸氣（水、酒精）

等，經幫浦之壓縮到其飽和蒸氣壓時，將

凝結成液体混於幫浦油中，再滲入壓縮槽

中時又會揮發成蒸氣。

故幫浦只能將真空

系統抽到該蒸氣之飽和真空度。

為克服此

缺失，一般皆加裝一套自動或手動之空氣

混抽裝置（AirBallastDevice），構造及工

作原理如下：

此裝置之操作原理為當幫浦的轉

子轉到壓縮槽的進氣口完全關閉時，在

大氣壓下之新鮮空氣就從自動或手動

之空氣活門經由彈簧單向活門自動進

入壓縮槽與原有氣体混合時，此時因尚

未被壓縮，故氣体氣壓未達其飽和蒸氣

壓。

當轉子繼續運轉而壓縮此混合氣体

時，因新鮮空氣進入時為一大氣壓，混

合氣体在其蒸氣尚未到達飽和蒸氣壓

時，就迅速超過一大氣壓，推開單向吊

耳活門而排出幫浦外。

具有此裝置之迴

轉油墊幫浦的最終壓力可達10-4torr。

若將迴轉油墊幫浦之二個壓縮槽

串聯抽氣，可提高抽氣效率，此種幫浦

為二階（Two-Stage）迴轉油墊幫浦（如下

圖），其最終壓力一般可達10-5torr。

迴轉油墊幫浦對空氣抽氣效率

高，可於大氣壓下使用，然最終真空壓

受所用幫浦油之飽和蒸氣壓所限。

APS1104鍍膜機使用D65B二階

迴轉油墊幫浦，抽氣速率65m3/h。

2）、路特幫浦（RootsPump）

路特幫浦操作原理與一般抽水之齒

輪幫浦類似，二只8字形轉子，一轉子

為馬達驅動，另只則為其連動之齒輪帶

動。

轉子間或與定子間距小於0.1mm，

轉動的位置與時間的關係必須非常準

確。

潤滑油通常只加於轉軸及齒輪上，

轉子或與定子間完全不用潤滑劑。

構造

如下:

抽氣作用為靠高速轉動轉子對氣体

分子撞擊時動能之傳遞，當轉子高速轉

動時，就將氣体從低壓送往高壓處（如下

圖）。

此種幫浦若從大氣壓啟抽，抽氣之

負荷大時，易過熱而損毀。

故適合與其

他幫浦串聯，而於10-10-2mbar使用。

其

最終壓力為所串聯幫浦限制。

又因其能

承擔較大的負荷且抽氣速度高，於大型

鍍膜系統上常用為加強幫浦（Booster

Pump），以輔助前段幫浦，使於高抽氣

負荷下亦能抽至中真空範圍。

APS1104鍍膜機使用WS501路

特幫浦，抽氣速率500m3/h。

3）、機械分子幫浦（MechanicalMolecular

Pump）

氣体分子碰撞到高速運轉之機件

上而獲得動能，向機件運動之方向移

利用此原理可將真空系統中之氣体

分子從壓力低移往壓力高處，經前段幫

浦而排出。

渦輪分子幫浦（TurboMolecularPump）

構造頗似渦輪機（Turbine）（如下圖）:

幫浦之轉子與鏡子上裝有刻斜槽之

金屬圓盤，轉子以16000-24000轉/分轉

動，除軸外無油潤滑。

氣体由中央開口

處進入圓盤之刻槽內，被加速、加壓而往

高壓處移動，經前段幫浦而排出。

此種幫

浦若抽氣之負荷太大時，易過熱而損毀。

適合與其他幫浦串聯，而於10-2-10-10mbar

使用。

因較無油氣之污染，適較乾淨之鍍

程使用。

然因構造複雜，故價格昂貴。

2、擴散幫浦（DiffusionPump）

為蒸氣噴流幫浦（VaporStream

Pump）之一種。

高分子量之液体在低壓下加熱沸

騰，其蒸氣呈分子流狀態，以高速衝過

噴嘴（Nozzle），碰撞從真空室擴散來之氣

体分子，而將其由低密度之蒸氣分子流

帶入高密度之蒸氣分子流中。

此向下之

蒸氣分子流碰撞器壁而冷卻成液体，而

帶來之氣体分子則被所串聯之前段幫浦

抽走（如下左圖）。

上右圖為三級擴散幫浦，亦即三個

噴嘴相串聯，當幫浦液於底部加熱槽受

熱蒸發，蒸氣從第一噴嘴噴出，碰撞及

壓縮被抽之氣体分子，將其帶到第二噴

嘴處，再經壓縮到第三噴嘴處，壓縮後

被前段幫浦抽出。

故串聯之噴嘴數或擴

散幫浦之級數增加，其對氣体分子壓縮

比亦增加，擴散幫浦所抽之真空度也

亦高。

蒸氣噴流所用之噴流塔可分為分

噴式與不分噴式兩種如下圖：

蒸氣向下噴出之速度愈快，則幫浦

抽氣之效率愈高，也就是說氣体分子碰

撞之能量愈大，則幫浦之抽氣效率愈

高，因此需用高分子量之液体作為擴散

幫浦液（PumpFluid）。

目前鍍膜機之油

擴散幫浦皆使用704或705矽油，其性

能穩定，抽氣效率高。

然其於高溫時，

尤其於高熱燈絲、高電壓放電處常會分

解沉積，故幫浦操作時應該避免過熱。

油在使用的溫度下會被空氣中的氧所氣

化而分解，尤其於高氣壓時更為嚴重，

故擴散幫浦使用時應避免壓力過高，尤

其要必防止突然進入幫浦之空氣團。

油

與空氣長期接觸亦會漸被氧化，故油儲

存時應盡量避免直接暴露在大氣中，擴

散幫浦在停止使用時最好內部維持真

空。

擴散幫浦所能達之最高真空度亦受

幫浦液之飽和蒸氣壓限制。

將常用之擴

散幫浦液列表於下：

擴散幫浦因其蒸氣噴流之抽氣作用

要在分子氣流的範圍內才有效，故擴散

幫浦須先由前段幫浦（機械幫浦）抽到中

度高真空（約10-3mbar）之範圍方可啟

用。

蒸氣回流（BackStreaming）:

任何蒸空幫浦其幫浦液蒸氣分子皆

會因與被抽之氣体分子碰撞，而擴散回

流至真空室之現像。

回流之蒸氣分子影

響真空度，並會污染真空系統內部，造

成分析儀器之干擾。

更會降低鍍膜之品

質（附著力、穿透率），甚至與系統內部

元件、絕緣体結合成膜。

為改善蒸氣回流現象，鍍膜機皆於

真空系統與擴散幫浦之間加裝一種冷凝

阻擋器（CoolingBaffle）及蒸氣補捉陷井

（Trap）來消除蒸氣回流（如下圖）。

冷凝阻擋器具有相當大之冷卻

面，直接或間接用冷水或冷凍劑（液態

氮、冷媒）來冷卻。

當回流之蒸氣分子

經此冷卻面就會被冷凝捕捉。

冷卻面愈

大則回流之蒸氣分子捕捉效率愈高，然

被抽氣体分子通過時之氣流阻抗亦相

對增大，故冷凝阻擋器之設計就非完全

能來捕捉回流之蒸氣分子。

於真空度及

膜潔淨度高之鍍膜機須於冷凝阻擋器

後加裝以低溫（約-160º

C）冷凝蒸氣分

子之冷凝板，稱之捕捉陷井（Trap）。

此

種捕捉陷井對氣体通過之抗阻不大，且

同時亦能冷凝真空室內之氣体，具有

降低真空度之吸氣幫浦類效果。

APS1104使用三級擴散幫浦，幫浦油為4000ccm705矽油，抽氣速率11500l/s。

於擴散幫浦與高真空閥間裝有水冷卻之冷凝阻擋器，於高真空閥與真空室間另裝有光線無法直接通過（OpticallyDense）之室溫冷凝阻擋器。

於真空室內壁裝有以Polycold

冷卻至-130º

C之MeissnerTrap。

（注：

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）