如何缩短真空系统的抽气时间？

任何真空系统都希望尽量缩短抽气的时间，这关系到提高效率和降低能耗，但并不是所有的真空应用都具有缩短抽气时间的条件。可以把不同的真空应用分为两大类：一类是不改虑系统内的放气量，而只有真空度的要求；另一类是要求真空室内充分的放气，即放气率要降到某一临界值。这两类不同的应用对泵配置的要求是不一样的。对于前一类应用，如真空度要求在0.5pa以上，只要时间常数足够的小，便可昼量缩短抽气的时间。但如真空度要求在0.5Pa以下，就必须改虑放气对压力变化的影响。放气量随时间的变化缓慢。特别是在无烘烤的情况下。要在预定较短的时间内达到较高的真空度，就必须以较大的抽速抽除较大的放气量。也就是说如放气量为Q，泵的有效抽速为S0，则可达到平衡压力P=Q/S0。如平衡压力确定，则达到的时间越短，要求泵的有效抽速就越大。蒸发镀膜就是典型的这类的应用，由于蒸镀的速度快，时间短，所以不考虑放气量的影响（即活性气体的影响）。但蒸发粒子的能量低，要求绝大部分粒子无碰撞地沉积到工件上，以保证结合力及减少散射，这就要求真空室内的平均自由程不小于蒸发源到工件的距离，与此相应的压力约在1×10-2Pa，这便是蒸发镀膜对真空度的要求。

好凯德真空科技：如何在尽量短的时间内达到这一压力，就对好凯德泵的有效抽速提出了要求，原则是时间越短，由于放气量越大，有效抽速就要求越大。所以蒸发镀膜一般配置抽速强大的油扩散泵机组，功率有数十千瓦，几分钟至十几分钟内便可达到工作真空度，但该系统对工件造成的油蒸汽污染是难以避免的，特别是塑料金属化膜层易发黄。目前涡轮分子泵抽速满足不了大型蒸发镀的需要。而大抽速的低温泵又是工业化规模镀膜所承受不了的。根据被抽空间气体负载的特性，利用分子增压泵抽除永久性气体，结合低温冷凝水捕集泵抽除水蒸汽，有望实现大抽速获得清洁真空的全新抽气工艺。真空室内压力在0.5Pa以上时，主要气体成份是永久性气体，而0.5Pa以下的主要气体成份是水蒸汽（90%）。由于分子增压泵具有超强的中真空抽气能力，从100Pa到0.5Pa抽气时间极短，而在0.1Pa以后启用低温冷凝水捕集泵，可在较短时间内使室内压力降低1个数量级，达到1×10-2Pa。对于3-5m3的大型蒸发镀膜设备，配置3-4台1000升/秒的分子增压泵和一台功率5kw的低温冷凝水捕集泵便能实现上述的抽气工艺，这无疑具有开创性。对于后一类应用，由于放气量变化依赖于温度和时间，而与气相空间的压力关系不大，只要压力低于现存吸附量所对应的平衡压力即可，一般在抽气过程中均满足此条件。因此，用强劲的抽速即使在很短的时间内把空间压力降至很低，依然不能明显减少真空室内的放气量，而必须配置合适的抽速，在合理的烘烤温度下，在合理的时间内使放气量达到真空系统工艺要求的水准，这一般要历经数十分钟的时间。这类应用较为典型的有钛金行业的溅射镀膜和离子镀膜,稀土永磁材料熔炼等。其中，过量的活性气体会影响膜层的品质和材料的质量，因此工艺中均有一段较长时间的精抽过程。