高真空超高真空热蒸发镀膜仪

上海伯东某客户是一家超声显示器公司, 该客户主要生产LCD，触摸屏等显示器产品。拥有多条真空镀膜线，能供应触摸屏成品。触摸屏电极镀膜线，一星期左右需要更换靶材和做日常维护。换靶材和维护后，需要做真空腔室的泄漏检测。

伯东 Pfeiffer 真空泵 HiPace 80 应用于磁控离子溅射镀膜仪英国知名品牌磁控离子溅射镀膜仪是一款优化设计的带涡轮分子泵抽真空的镀膜设备, 真空度可达5x10-5mbar. 可以溅射具有超细成膜颗粒的易氧化金属, 适用于高分辨率成像. 同样地, 低散射可得到均匀而致密的无定形碳膜.

针对蒸发浓缩工艺中存在的溶剂损耗和真空调节阀门耐腐蚀性差的问题，本文提出了相应的解决方案，其中包括了真空度精密控制方法、真空度与温度同时配合控制方法以及采用强耐腐蚀性的电动阀门作为真空度调节阀。

目前各实验室有众多各种渠道购置和自行搭建的旋转蒸发仪，在蒸发仪真空度控制方面，国内客户普遍要求能替代价格较贵的国外真空控制系统、提高真空控制的程序化和自动化水平、改进真空控制的精度和稳定性、解决控制阀门的耐腐蚀性问题，甚至要求采用一个控制器对温度、真空度和旋转同时进行程序控制。本文针对用户提出的改进要求，提出了相应的解决方案，并介绍专门用于蒸发仪温度、真空度和旋转电机控制的相关产品。

伯东公司Pfeiffer 德国普发涡轮分子泵PVD镀膜设备行业应用镀膜原理：PVD即物理气相沉积，是当前国际上广泛应用的先进的表面处理技术。在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基材上。它具有沉积速度快和表面清洁的特点，特别具有膜层附着力强、绕性好、可镀材料广泛等优点。PVD镀膜技术广泛应用于电子产品门窗五金、厨卫五金、灯具、海上用品、首饰、工艺品，及其它装饰性制品的加工制造。

为了避免误解，本文将 1E-3 mbar 至 1E-7 mbar 之间的压力范围定义为高真空（HV），将 1E-7 mbar 至 1E-12 mbar 之间的压力范围定义为超高真空（UHV）。下面是获得高真空和超高真空时非常关键的几点。

普发真空提供针对烘烤高真空应用的塑料或其他材料进行定制的完整系统。超高真空烘烤系统具有以下特点：具有电抛光内表面的圆柱形不锈钢室能够通过内置的冷却盘管和制冷/加热循环器加热到所需的运转温度。室门配备了一个氟橡胶(FPM) 制成的双密封胶圈，能够在不更换密封胶圈的前提下轻松开关不锈钢室。双密封胶圈通过粗抽泵排空气体以减少渗透。不锈钢室上的所有其它法兰都采用了 CF 法兰(ConFlat® ) 以减少渗透。CF 法兰密封由金属制成，最常用的密封材料是铜。CF 法兰通过将钢刀口施加到平的铜垫片上进行密封。法兰的轴环周围使用螺丝钉。整个不锈钢室被包围在一个特殊的兼容净室的隔热层内 (RRK 7)。尽可能表面积最小的自定义夹紧工具能够被设计成不同的组件形状。为了测量高达 5 · 10-9 mbar 的压力，使用了一个冷阴极测头和一个 Pirani 元件 (PKR 261) 进行测量。通过 HiPace 系列涡轮分子泵或 HiPace M 系列磁悬浮涡轮分子泵可以形成高真空，涡轮分子泵利用一个超高真空闸阀安装在不锈钢室上。在这一应用中可以在 ACP 系列的隔膜泵和多级罗茨泵之中选择一种作为干式前级泵。

真空镀铝膜是当前蒸镀复合膜最具代表性的产品，其在高真空条件下通过高温将铝线熔化蒸发，铝蒸气沉淀集聚在塑料薄膜表面形成一层厚约35～40nm的阻隔层，作为基材的塑料薄膜可以是PE、PP、PET、PA、PVC等。真空镀铝膜具有优良的阻隔性能，在不要求透明包装的情况下，真空镀铝膜是极佳的选择，而且镀铝膜的保香性好，具有金属光泽，装饰美观，但因为受到铝金属的延展性与镀铝技术的限制，镀铝层极易在受到曲揉、揉搓之后产生针孔或裂痕，从而影响到真空镀铝包装的阻氧性能与阻湿性能。

摘要：低温结霜可视化实验装置主要用于模拟空间环境并研究深冷表面结霜现象，客户希望对现有实验装置的真空系统进行技术升级，以实现0.001Pa~1000Pa范围内真空度的准确控制。为此本文提出了分段控制解决方案，即采用电容真空计、电动针阀、电动球阀和低真空控制器构成低真空控制回路；采用皮拉尼计、可变泄漏阀和高真空控制器构成高真空控制回路。解决方案可以很好达到技术指标要求，也可推广应用到其它真空和超高真空度控制。

许多前瞻性科技技术，例如粒子加速器、核聚变反应堆或 EUV 光刻技术都必须依赖高真空或超高真空。为了制造出这种持续的真空环境，并且维持在一定的真空度下，我们需要的不仅仅是能满足应用和技术规格的泵。同样重要的是需要在真空环境下对表面释放出的残余杂质进行精确的气体分析的仪器。然而，无论是设备的运营方，还是真空设备的制造商都需要仔细研究产品的特性、材料、及在真空环境中的表面处理和清洁方法。Pfeiffer Vacuum 丰富多样的产品组合为此类系统提供所有必要组件。Pfeiffer Vacuum 作为完整解决方案供应商为客户定制完美的残余气体分析设备。在残余气体分析中真空系统用于：■ 为高真空或超高真空选择合适的材料■ 检查电子构件、开关组和电缆在真空中的表现■ 评选适合的表面处理、镀膜合金材料■ 评估部件的清洗程序■ 检查真空烘烤程序■ 工艺控制Pfeiffer Vacuum 系统不仅为高真空和超高真空设备的运行方，还为真空部件的制造商提供优秀的残余气体分析解决方案。Pfeiffer Vacuum 也在本部使用残余气体分析，以便在开发和生产中测试其产品、表面处理和清洗程序的出气情况。以此确保 Pfeiffer Vacuum 产品适用于高真空和超高真空环境。此外，还可以检查涡轮分子泵的电机和前级真空部件的脱气状况。

摘要：本文采用国产版本ChatGPT百度“文心一言”作为一种辅助工具，针对超高真空度精密控制装置的开发进行了初期的技术路线设计，对话调研的重点是了解可调节式微流量进气阀门和可用于连接非线性输出信号型真空计的PID控制器。总体而言，目前的人工智能技术所能提供的帮助十分有限，还无法替代研究人员的基本专业能力以及互联网技术的应用能力，但比较适合用来进行某个未知领域的入门级学习。

超高真空度的控制普遍采用具有极小开度的可变泄漏阀对进气流量进行微小调节。目前常用的手动可变泄漏阀无法进行超高真空度的自动控制且不准确，电控可变泄漏阀尽管可以实现自动控制但价格昂贵。为了实现自动控制且降低成本，本文提出了手动可变泄漏阀与低漏率电控针阀组合的解决方案，结合真空压力PID控制器可实现超高真空度自动控制。

下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而，人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物，想要消除铅对环境的影响，而迄今为止，这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的，如果将它们结合起来，就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期，牛津大学的光电与光伏器件研究组的Henry Snaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙，可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合，使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比，无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题，由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长，因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统，通过真空蒸发三种不同的前驱体，研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性，使得材料的工业化制备成为可能。

旋转蒸发仪在进行分离纯化的过程中，要考虑到目的产物在高温下会出现变性或分子结构损坏的情况。因此需要到较低的温度下进行分离纯化。在较低的温度下形成分离试剂的饱和蒸气压，需要借助真空泵进行抽真空。通过对真空度的控制，可以在目的产物变性的安全温度以下对混合溶剂进行快速分离提纯。

针对目前大多数气相色谱仪负压进样系统中存在的无法控制微量进样和真空度无法准确控制的问题，本文在发明专利“CN111239308A 一种在线高真空负压气体进样系统及方法”基础上提出了改进的解决方案。解决方案通过采用电容真空计、皮拉尼真空计、电控针阀和双通道真空度控制器组成的控制装置，可实现高真空范围内的任意设定点下的真空度快速和精密控制，使在线负压形式的微量气体进样方法真正能转化为实用的工程化仪器。

针对气密真空冷热台目前存在的真空度控制精度差和配套控制系统价格昂贵的问题，本文介绍采用国产产品的解决方案，介绍了采用数控针阀进行上游和下游双向控制模式的详细实施过程。此方案已经得到了应用和验证，可实现宽范围内的真空度精密控制，真空度波动可控制在± 1%以内，整个控制系统具有很高的性价比。

摘要：针对高真空度用皮拉尼计和电离规信号的非线性和线性两种输出规格，为改进高真空度的测量和控制精度，本文提出了线性化处理的解决方案。解决方案的关键是采用多功能超高精度的真空压力控制器，具体内容一是采用控制器自带的最小二乘法多点拟合功能来进行高真空区间的非线性处理，二是采用控制器的数值转换功能对真空度对数线性输出进行相应测试量程转换。此解决方案还可以推广应用于其他具有非线性输出性质的传感器中。

不一样的真空泵能够适用于不一样的技术种类，比如水环真空泵适用于真空浓缩、真空脱干等；往复式真空泵适用于真空水蒸气蒸馏、真空过虑等；骨架密封机械设备真空泵（包含旋片泵泵、旋片泵、定片泵）适用于真空干躁、真空表层的镀膜等；罗次真空泵适用于真空运输、真空冶炼厂等；螺杆真空泵适用于隔膜真空泵清理的真空加工工艺全过程。

上海伯东德国 Pfeiffer 便携式检漏仪 ASM 310 成功应用于超高真空系统检漏检漏原因: 超高真空 Ultra-high vacuum, 真空度一般

普发真空解决方案的优势一览：HiPace 30 涡轮分子泵■ 市场上最小的大功率涡轮分子泵■ 易于集成到小型分析系统中■ 低重量，非常适合移动使用■ 较长的保养间隔保证了较长的寿命周期HiPace 300 涡轮分子泵■ 特别适用于高真空和超高真空应用■ 非常高的压缩率，尤其适用于小分子气体■ 与隔膜泵结合使用也能实现最好的结果■ 间歇式运行可以节省超过 90％ 的能量，而不会损失任何动力SplitFlow™ 涡轮分子泵■ 由于结构紧凑，所以需要最小的空间■ 对所有气体均具有高抽速和最大压缩比■ 通过监控所有运行数据来最大限度地提高运行可靠性DuoLine 旋片泵■ 可选的免维护磁耦合可实现更长的使用寿命■ 优化的泵冷却增加了使用寿命和应用范围■ 通过液压控制的高真空安全阀实现高运行可靠性■ 由于占地面积小且真空连接布置经过优化，可轻松地进行系统集成MVP 隔膜泵■ 绝对干燥的无油真空■ 低振动和低噪音水平■ 紧凑型设计■ 运行可靠性高，隔膜寿命长?■ 隔膜和阀门更换方便，从而使维护很方便

在高真空领域内摩擦测试Measurement of Friction Force in a high vacuum1.可以做真空中各种摩擦磨损的检测。2.在真空槽内检测，评价各种航空产业用润滑剂。3.润滑剂，润滑皮膜的磨损试验。

油式旋片真空泵是一种十分成熟可靠的真空泵，通常也被叫做油泵、机械泵、旋片泵等，其价格便宜真空度好，广泛应用于热处理、镀膜、质谱仪器、样品前处理、冷冻干燥、手套箱、泄露检测等对油蒸汽不太敏感的应用，同时，还常常被用作分子泵的前级泵。

上海伯东美国 KRi 考夫曼离子源 KDC 系列, 通过加热灯丝产生电子, 是典型的考夫曼型离子源, 离子源增强设计输出低电流高能量宽束型离子束, 通过同时的或连续的离子轰击表面使原子(分子)沉积在衬底上形成薄膜, 实现辅助镀膜 IBAD.

上海伯东美国 KRi 霍尔离子源 EH 系列, 提供高电流低能量宽束型离子束, KRi 霍尔离子源可以以纳米精度来处理薄膜及表面, 多种型号满足科研及工业, 半导体应用. 霍尔离子源高电流提高镀膜沉积速率, 低能量减少离子轰击损伤表面, 宽束设计提高吞吐量和覆盖沉积区. 整体易操作, 易维护, 安装于各类真空设备中, 例如 e-beam 电子束镀膜机, load lock, 溅射系统, 分子束外延, 脉冲激光沉积等, 实现 IBAD 辅助镀膜的工艺.

MIT 的普发真空解决方案一览：隔膜泵在 MIT，隔膜泵用作涡轮分子泵的前级泵。由于其紧凑性，普发真空的隔膜泵是集成到系统中的最佳选择。该产品优势明显：■ 绝对干燥的无油真空■ 隔膜使用寿命长■ 低振动和低噪音水平■ 高操作可靠性■ 易于维护，因为膜和阀门更换简单■ 由于使用了双电压电机或直流驱动器，可在全球范围内使用涡轮分子泵普发真空的涡轮分子泵在 MIT 产生所需的超高真空条件。凭借其高性能和可靠性以及极好的经济性和效率，它们是满足离子束机器要求的最佳解决办法。其优势包括：■ 经验证的轴承系统实现了高可靠性■ 设计、技术组件和泵速度等级的差异实现了灵活性■ 高度发达的泵设计实现了高压缩性能和高效率■ 低能耗■ 很长的保养间隔周期质谱仪在 MIT，普发真空的 PrismaPlus 质谱仪用于在真空系统中进行残余气体分析。高灵敏度、稳定性和智能处理的结合使 PrismaPlus成为最佳解决方案。优势一览：■ 模块化设计实现了最佳适应性■ 紧凑的尺寸和高性能■ 通过各种接口实现了方便的系统集成■ 通过以太网联网■ 高测量速度、稳定性和分辨率测量设备MIT 使用普发真空的 ActiveLine 和 DigiLine 高精度真空计测量仪器。它们具有模拟和数字两种输出。它们非常适合离子束系统的要求，并具有许多优势：■ 磁性杂散场最小■ 轻松集成■ 耐用且易于维护

真空泵的作用是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。 实验室真空泵的使用越来越广泛，大多数实验室设备都会配上真空泵，因为真空泵不是一个单一的设备，它可以和其他的仪器配套使用。比如真空抽滤、微生物检测、废液抽取、旋转蒸发仪、真空干燥箱、冻干机等设备。 真空泵是每个实验室的辅助设备。不同仪器设备对真空泵的要求也不一样。下面介绍下实验室常用真空泵的类型。

石墨硬毡具有优异的高温隔热效果和稳定性，被广泛应用于高温热处理炉、烧结炉和硅单晶炉等领域。本文主要介绍了石墨硬毡的隔热性能测试，首先采用瞬态平面热源法进行了常温常压下的导热系数测量，然后再采用稳态热流计法在高温常压氮气环境下测试了石墨硬毡的高温导热系数，最后在氮气气氛中，同样采用稳态热流计法测试了不同温度和不同真空度下的导热系数。通过测试揭示了在氮气气氛下石墨硬毡隔热材料导热系数随温度和真空度的变化规律。采用稳态热流计法进行测试使得整个测试过程更接近于石墨毡隔热材料真实的大温差隔热工况，测试结果更具有代表性和指导意义。

（1）针对NIST标准参考材料SRM 1453的测试，验证了低温变真空材料热物理性能测试系统的热导率测试误差完全达到小于±5%的设计指标。（2）整个测试系统空间环境的模拟，在 真空度范围内真空度可以精确定点控制在±1‰波动范围内。（3）特别是通过真空环境下材料极低热导率的测试，证明瞬态平面热源法完全具备超低热导率测试能力，再一次验证了以往瞬态平面热源法隔热材料热导率测试结果经常比保护热板法偏大的原因，再一次证明国内绝大多数隔热材料超低热导率测试结果明显偏低很多，存在巨大的误差。（4）此次测量并未采取任何措施降低试样与探测器接触热阻，因此从理论上来说，真实的热导率结果应该比测试结果还要略微偏大一些。

如今，真空在我们日常生活中被广泛应用于高端产品的生产及制造，并且扮演着重要角色。例如：在科研，工业流程，手机芯片，硬盘，太阳能电池，塑料干燥或者食品真空包装等领域。在当今的生产活动中，我们对真空度测量的精确性、标准化、可靠性和重复性的要求是至关重要的。当我们在进行测量的时候，高精度又是关键中的关键：精度的高低会直接影响产品的生产质量，科学实验的准确性和设备使用的可靠性。要确保真空计使用时的高可靠性，就必须经常对它进行校准或标定。而根据每个不同应用的具体要求，这些校准工作必须符合国内或相关的国际标准。经济、高效、精准、国际化的机构校准及标定替代解决方案生产活动中，真空计往往需要对外专业机构进行校准和标定。然而在对量大或校准间隔要求短的条件下，使用经济的测量仪器进行现场校准能大大节约时间和费用。普发真空紧凑型的校准泵组就能够组建起这样一个系统。这个易于使用的便携式系统是专为同时在线进行多个仪器检测而量身定做的。其系统具有使用便捷、快速及符合人体工学标准的特点。

针对工作范围在5×10-7~1.3×106Pa，控制精度在0.1%~0.5%读数的全量程真空压力综合测量系统技术要求，本文提出了稳压室真空压力精密控制的技术方案。为保证控制精度，基于动态平衡法，技术方案在高真空、低真空和正压三个区间内分别采用了独立的控制方法和不同技术，所涉及的关键部件是微小进气流量调节装置、中等进气流量调节电动针阀、排气流量调节电动球阀、正压压力电子调节器和真空压力PID控制器。配合相应的高精度真空压力传感器，此技术方案可以达到控制精度要求，并已得到过试验验证。