镀膜设备真空计阅读：28

　　1.皮拉尼计

　　测量范围覆盖大气压至低真空。原理是利用气体热传导率随压力变化的特性。在镀膜中主要用于前级监控，监测机械泵或罗茨泵的工作状态，以及在镀膜初期监测腔体放气现象，判断工件清洗是否彻底。其优点是结构简单、成本低；缺点是对气体种类敏感，无法直接反映分压。

　　2.电容薄膜规

　　测量范围从中真空到高真空。原理是通过测量真空室壁因压力差产生的形变来测定绝对压力。在镀膜中作为高精度主控仪表，提供绝对压力的准确读数，特别是在溅射工艺中精确控制氩气气压，直接影响膜层的致密度和附着力。其优点是精度极高、线性度好、不受气体种类影响；缺点是量程较窄，易被粉尘污染。

　　3.电离真空计

　　分为热阴极和冷阴极两种，是高真空阶段最常用的类型。

　　热阴极电离规利用灯丝发射电子电离气体分子，离子流大小与压力成正比。主要用于监测主真空腔体的本底真空度。但需注意，对于钛、铝等活性金属镀膜，灯丝极易被金属蒸气污染中毒，导致寿命缩短。

　　冷阴极电离规利用强磁场和高压电场使气体电离，无需加热灯丝。特别适合磁控溅射、电弧离子镀等产生大量金属蒸气和颗粒的工艺。其抗污染能力强，没有易碎的灯丝，不易被金属粉末短路，寿命长。缺点是启动需要预真空，低气压下灵敏度略低于热阴极。

　　4.剩余气体分析仪

　　兼具真空计和质谱仪功能。在镀膜中用于实时监测腔体内残留的气体成分，如水分、一氧化碳、氮气、氧气等。在反应溅射制备氮化钛或二氧化硅时，可监测反应气体比例，防止氧化或氮化不完全。当出现异常膜层缺陷时，可通过数据追溯是否有杂质气体进入。

　　无论使用何种真空计，基本操作流程遵循“检查—启动—监测—关闭”的逻辑，但需特别注意启动顺序，以免损坏探头。

　　1.开机前检查

　　确认真空计电源连接正常，通信线缆（RS-485/Ethernet等）连接牢固。

　　检查真空计探头是否安装到位，密封圈完好无破损。

　　确认腔体已密封，且前级泵（机械泵/罗茨泵）已正常工作，腔内压力降至该真空计允许的最小启动压力以下（例如：电离规通常需在10?1Pa以下启动，否则易烧毁灯丝或无法起辉）。

　　2.系统启动与预热

　　开启真空计控制器电源。

　　对于热阴极电离规，通常需要预热几分钟（约3-5分钟），待灯丝温度稳定后，再施加高压进行测量。

　　观察控制器显示的压力值是否随时间逐渐下降，判断真空度是否正常提升。

　　3.运行中监控

　　实时监控压力读数，确保其在工艺要求的范围内。

　　注意观察是否有异常波动，若压力突然升高，可能意味着漏气或放气；若压力无法降低，可能意味着真空泵故障或真空计污染。

　　记录关键工艺节点的压力数据，用于后续分析。

　　4.停机与保护

　　镀膜结束后，先关闭真空计的高压供电（特别是电离规），防止在大气压下通电损坏。

　　待腔体恢复至大气压后，方可进行开盖操作。

　　若长时间不使用，建议将真空计从系统中隔离或取下存放，避免长期暴露在空气中导致老化或污染。

　　1.热阴极电离规（Hot Cathode Gauge）

　　特点：精度高，但灯丝脆弱，易被金属蒸气污染。

　　保养要点：

　　防污染措施：

　　在溅射或蒸发过程中，尽量使用挡板（Shutter）遮挡真空计探头，避免金属直接沉积在灯丝和栅极上。

　　若必须直接暴露，应选择带防护罩的型号，并定期清理。

　　除气处理（Degassing）：

　　当发现灵敏度下降或读数漂移时，需对探头进行高温除气。

　　方法：在不加高压的情况下，通过增大灯丝电流（需谨慎控制，不超过额定值）加热灯丝，使吸附的气体脱附。此过程通常在真空中进行，避免氧化。

　　灯丝更换：

　　灯丝是消耗品，当出现断丝、电阻异常或频繁烧毁时，需及时更换。

　　更换时需佩戴无尘手套，避免手指油脂污染螺纹接口。

　　2.冷阴极电离规（Cold Cathode Gauge）

　　特点：无灯丝，耐污染能力强，适用于恶劣环境。

　　保养要点：

　　高压电极清洁：

　　长期使用后，阳极和阴极之间可能沉积金属颗粒，导致放电不稳定或短路。

　　定期拆下探头，用无水乙醇或专用清洗剂擦拭电极表面，去除沉积物。

　　磁场检查：

　　检查永久磁铁是否松动或退磁，确保磁场强度符合设计要求。

　　启动测试：

　　定期检查其起辉电压是否正常。若起辉电压显著升高，可能意味着内部污染严重，需深度清洁或更换。

　　3.电容薄膜规（Capacitance Diaphragm Gauge,CDG）

　　特点：绝对压力测量，精度高，但膜片易损。

　　保养要点：

　　防腐蚀与防尘：

　　避免腐蚀性气体（如氯气、氟气）直接接触膜片。若工艺涉及此类气体，需选用耐腐蚀涂层型号。

　　防止粉尘堆积在膜片表面，影响形变灵敏度。

　　零点校准：

　　定期在完全真空状态下进行零点校准，消除因温度变化或机械应力引起的漂移。

　　超压保护：

　　严禁在大气压下长时间承受单向高压冲击，尤其是快速充气的情况，可能导致膜片永久变形。

　　安装时应配备缓冲阀或限流孔，减缓压力上升速度。

　　4.皮拉尼计（Pirani Gauge）

　　特点：结构简单，成本低，常用于粗真空。

　　保养要点：

　　清洁感温元件：

　　定期用软毛刷或压缩空气清理铂丝或热敏电阻表面的灰尘和油污。

　　气体种类校正：

　　皮拉尼计的读数受气体热导率影响。若工艺气体成分复杂（如混合气体），需根据实际气体类型进行校正系数设置，否则读数误差较大。

　　防潮：

　　避免在高湿度环境中长期存放，防止内部电路受潮短路。

　　5.剩余气体分析仪（RGA）

　　特点：质谱仪原理，用于气体成分分析。

　　保养要点：

　　离子源清洁：

　　离子源极易被污染，需定期进行自动或手动清洗程序。

　　清洗时，通过提高离子源电压或加热，使吸附物质脱附。

　　质量轴校准：

　　定期使用标准气体（如氦气、氩气）进行质量轴校准，确保峰位准确。

　　电子倍增器维护：

　　电子倍增器是易损件，长期高增益工作会加速老化。若信号衰减严重，需更换倍增器。

　　1.气体兼容性

　　若工艺涉及腐蚀性气体，需选用耐腐蚀材料的真空计。若涉及活性金属，优先选择冷阴极或带防护罩的热阴极规。

　　2.测量精度与分辨率

　　溅射工艺对气压敏感，电容薄膜规的高精度至关重要。高真空镀膜要求电离规在极低压力下仍有良好线性。

　　3.响应速度

　　动态镀膜过程中，气压波动可能影响膜厚均匀性，需选择响应快的传感器。

　　4.安装位置与维护

　　电离规应安装在远离粒子轰击的区域，或使用远程头延长连接管以保护探头。需考虑定期除气的需求。

　　5.数字接口与集成

　　现代真空计多支持串行通信或以太网，便于接入控制系统，实现自动化监控和数据记录。