Prinzipien
Digitale Vakuumsensoren verbinden sich durch physikalische Effekte mit der Elektronik, um Druckänderungen in der Vakuumumgebung in messbare elektrische Signale umzuwandeln und schließlich den Vakuumgradenwert in digitaler Form anzuzeigen. Seine Kernprinzipien können in zwei Kategorien unterteilt werden:
Druckwiderstandstyp: Mit dem Druckwiderstandseffekt von Halbleitermaterialien, wenn Gasmoleküle in der Vakuumumgebung auf druckempfindliche Elemente (wie Siliziumfilmen) stoßen, führt die Membranformung zu einer Widerstandsänderung, die über die Whiston-Brücke in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und dann über einen intelligenten Chip für eine nichtlineare Korrektur und eine Temperaturkompensation erfolgt, um ein lineares Standardsignal auszugeben. Zum Beispiel kann ein bestimmtes Modell von Sensoren im Bereich von 0,1 bis 105 Pa mit einer Auflösung von bis zu 0,1 Pa eine Mikronenskala der Wafer-Oberfläche erfassen.
Kapazitativ: Siliziumfilm als empfindliches Element, unter atmosphärischem Druck nach oben trommeln, der Trommelgrad ändert sich mit der Veränderung des Vakuumgrades, was zu einer Veränderung des kapazitiven Polplattenstands führt, und der Kapazitätswert ändert sich. Berechnen Sie den Vakuumgrad durch die Umsetzung von Kapazitätswerten in Spannungs- oder Frequenzsignale durch Messkreise. Zum Beispiel kann ein bestimmtes Modell von Sensoren im Bereich von 10³ bis 105Pa mit einer Auflösung von bis zu 2,0Pa eine Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke von <1% gewährleisten.
Auswahl
Bei der Auswahl müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:
Messbereich und Genauigkeit: Wählen Sie je nach Anwendungsszenario den richtigen Messbereich aus, wie z. B. Niedrigvakuum (1000Pa-10Pa) mit optionaler Wärmeleitung, mittleres Vakuum (10Pa-10-3 Pa) mit Druckwiderstand, Hochvakuum (10-3 Pa-10-9 Pa) mit kapazitiver oder magnetischer Suspension. Bei Szenarien mit hohen Genauigkeitsanforderungen (z. B. bei der Herstellung von Halbleitern) müssen Sensoren mit Fehlern < 1% ausgewählt werden.
Umweltanpassung: Wenn sich die Umgebungstemperatur stark ändert, müssen Sie ein Modell mit Temperaturkompensationsfunktion auswählen; Wenn es Säure-Alkali-Gase gibt, müssen korrosionsbeständige Materialien ausgewählt werden.
Reaktionszeit und Stabilität: Dynamische Drucküberwachungsszenarien erfordern die Auswahl von Sensoren mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit (z. B. Millisekunden); Szenarien mit hohen Anforderungen an langfristige Stabilität erfordern die Auswahl eines Modells mit hoher Driftbeständigkeit.
Anwendungen
Digitale Vakuumsensoren werden in vielen Bereichen eingesetzt:
Halbleiterherstellung: Überwachung der Druckveränderungen im Vakuumhöhle in Echtzeit, um die Präzision von Lichtgravuren, Ätzen und anderen Prozessen sicherzustellen.
Vakuumbeschichtung: Präzise Kontrolle des Vakuumgrades, um Nadellöcher oder Risse in der Beschichtungsschicht zu vermeiden.
Vakuummetallurgie: Überwachung der Vakuumtentgasung und -raffinierung außerhalb des Stahlofens zur Optimierung der Prozessparameter.
Wissenschaftliche Experimente: Überwachung der Gasadsorption/Entbindung im Hochvakuum und Datenunterstützung für die Entwicklung neuer Materialien.