專利名稱：加快鍍膜機真空室達到高空度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空鍍膜機，特別是一種真空鍍膜機真空室快速獲得高真空度的方法，具體地說是利用充入適量的純度為99.99％以上的高純氮氣來達到提高并加快鍍膜機達到更高真空度的目的。
背景技術：
目前鍍膜機真空室的真空度的高低是直接影響所鍍制薄膜的質(zhì)量的關鍵因素之一。特別是精密度要求高的光學和電子元件的鍍膜，對鍍膜機真空室的真空度提出了更高的要求。因為只有在高真空度下，殘余氣體分子量少且不易和反應氣體結(jié)合發(fā)生化學反應，分子的自由程大，因而能降低薄膜的非化學計量比的缺陷，使膜層結(jié)合得更牢固，從而提高薄膜的質(zhì)量，進而有利于提高各類光學元件和電子器件的可靠性。即使在加了烘烤的鍍膜系統(tǒng)達到高真空(10-1～10-6Pa)時，真空室內(nèi)的水蒸氣在殘余氣氛中仍舊占了很大的比例，這將直接影響到膜層的性能。
現(xiàn)在國外的半導體、液晶顯示以及光學薄膜等領域，大多采用低溫泵作為主泵來提高真空度，在美國電子行業(yè)78％都是使用低溫泵，而其中大規(guī)模集成電路生產(chǎn)幾乎全部使用低溫泵。國內(nèi)目前主要還是以擴散泵為主，而且有效抽氣壓力范圍普遍比國外同類泵窄了一個數(shù)量級。特別是對于大型的鍍膜機，抽真空時間往往要耗費十幾個小時才能達到所需的本底真空，是實際鍍膜過程時間的幾十倍！耗費了大量的財力和物力，且延長了整個生長工期。國外研制的先進的低溫泵，分子泵等(超)高真空泵，雖能在較快時間內(nèi)達到更高的真空度，但是由于其價格昂貴，還是不能被國內(nèi)大多廠家所接受。因而目前所需解決的問題就是如何在現(xiàn)有的鍍膜機組配備的條件下，在允許的真空度范圍內(nèi)，找出經(jīng)濟又可行的提高真空度的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對實際鍍膜生產(chǎn)需求，提出一種加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，此方法可以應用于各類鍍膜生產(chǎn)工藝且成本低，易于操作。
本發(fā)明方法的具體步驟如下一種加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于是抽真空在達到高真空且抽氣速率呈明顯下降趨勢時，打開充氣閥，調(diào)節(jié)流量計逐漸充入純度為99.99％及其以上的高純氮氣，將系統(tǒng)內(nèi)總壓強控制在1×10-2Pa，持續(xù)充氮氣15～30分鐘，之后關閉充氣閥，繼續(xù)進行抽氣，直到所需的本底真空。
所述的高真空為5×10-3Pa。
本發(fā)明的工作原理是干燥的氮氣，對鍍膜機體系內(nèi)的殘余氣氛尤其是難以抽除的水蒸氣具有沖刷作用，能加快殘余氣體分子的運動，使之不易吸附在器件內(nèi)壁而隨著氮氣一并被抽除。由于氮氣的化學性質(zhì)極不活潑，殘留于鍍膜室中不會影響后續(xù)的鍍膜過程。并且通過殘余氣體分析儀在電腦上所顯示的譜圖，實時監(jiān)控整個充氣過程，比如觀察各類氣體的濃度變化和及時發(fā)現(xiàn)充氣過程中的泄漏問題等。殘余氣體分析儀的工作原理如下殘余氣體分子在離子源中受燈絲發(fā)射的電子碰撞電離，然后在四極雙曲高頻電場的作用下進行質(zhì)量分離，由離子質(zhì)荷比大小確定氣體的分子量，由離子流的大小確定該氣體成份的相對含量。
本發(fā)明具有突出的優(yōu)點1、充入一定量氮氣后，體系真空度上升加速，使整個抽氣時間縮短了約2個小時，最終真空度也提高了8～17個百分點，節(jié)省了時間和大量的能源耗費。
2、適用于各類鍍膜機，特別適用于加有烘烤系統(tǒng)而不能用其他吸氣劑的鍍膜腔中。
3、成本低，操作簡便。無需更換抽氣泵機組的情況下，只要在一定真空度下充入一定量的高純氮氣即可。
4、氮氣，儲量豐富，價格低廉，易于推廣應用。
5、利用通過殘余氣體分析儀可以實時監(jiān)控整個充氣過程，不但可以觀察各類氣體成分含量的變化，還可以防止充氣過程中的氣體泄漏。


圖1為提高并加快鍍膜機達到高真空度的方法的示意中1-真空室、2-充氣閥、3-氮氣、4-流量計、5-電離真空計、6-殘余氣體分析儀、7-電腦具體實施方式
下面通過實例對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1利用充入干燥的高純氮氣來提高并加快鍍膜機達到真空度的實驗裝置簡圖參照圖1，首先將電子束蒸發(fā)鍍膜機1抽真空至電離真空計5顯示4×10-3Pa，打開充氣閥2緩慢調(diào)節(jié)流量計4充入純度為99.99％的高純氮氣3至真空度到達1×10-2Pa。此時通過電腦7屏幕可以觀察到由殘余氣體分析儀6傳輸過來的殘余氣體圖譜，若是發(fā)現(xiàn)其中氮氣的峰高為氧氣峰高的3～4倍時，說明體系可能漏入大氣，應立即關閉充氣閥門2檢查充氣各接口和管道的密封情況，再次打開充氣閥直至確保譜圖中主峰為氮峰，且是其他峰高的8～10倍。此時維持充氣15分鐘，然后關閉充氣閥，此時系統(tǒng)真空度立即上升到充氣前的數(shù)值，經(jīng)過了1小時即達到了系統(tǒng)的本底真空1.2×10-3Pa，繼續(xù)抽氣30分鐘，體系的真空度最終達到1.1×10-3Pa。
作為對比，在沒有采取充入氮氣的情況下，體系從5×10-3Pa抽到1.2×10-3Pa所需時間約為3小時，并且再繼續(xù)抽氣30分鐘，系統(tǒng)的真空度仍舊維持原值，沒有提高。在采用充入氮氣的方法后，使得系統(tǒng)到達本底真空的時間縮短了約2個小時，而且最終體系的真空度上升了約8個百分點。
實施例2首先將電子束蒸發(fā)鍍膜機1抽真空至電離真空計5顯示5×10-3Pa，打開充氣閥2緩慢調(diào)節(jié)流量計4充入純度為99.99％的高純氮氣3至真空度到達1×10-2Pa。此時通過電腦7屏幕可以觀察到由殘余氣體分析儀6傳輸過來的殘余氣體圖譜，若是發(fā)現(xiàn)其中氮氣的峰高為氧氣峰高的3～4倍時，說明體系可能漏入大氣，應立即關閉充氣閥門2檢查充氣各接口和管道的密封情況，再次打開充氣閥直至確保譜圖中主峰為氮峰，且是其他峰高的8～10倍。此時維持充氣25分鐘，然后關閉充氣閥，此時系統(tǒng)真空度立即下降到充氣前的數(shù)值，經(jīng)過了50分鐘即達到了系統(tǒng)的本底真空1.2×10-3Pa，繼續(xù)抽氣30分鐘，體系的真空度最終達到1.0×10-3Pa。相比在沒有采取充入氮氣的情況下，系統(tǒng)到達本底真空的時間縮短了約2個小時，而且最終體系的真空度上升了約17個百分點。
實施例3首先將電子束蒸發(fā)鍍膜機1抽真空至電離真空計5顯示6×10-3Pa，打開充氣閥2緩慢調(diào)節(jié)流量計4充入純度為99.99％的高純氮氣3至真空度到達1×10-2Pa。此時通過電腦7屏幕可以觀察到由殘余氣體分析儀6傳輸過來的殘余氣體圖譜，若是發(fā)現(xiàn)其中氮氣峰高為氧氣峰高的3～4倍時，說明體系可能漏入大氣，應立即關閉充氣閥門2檢查充氣各接口和管道的密封情況，再次打開充氣閥直至確保譜圖中主峰為氮峰，且是其他峰高的8～10倍。此時維持充氣30分鐘，然后關閉充氣閥，此時系統(tǒng)真空度立即下降到充氣前的數(shù)值，過了45分鐘即達到了系統(tǒng)的本底真空1.2×10-3Pa，繼續(xù)抽氣30分鐘，體系的真空度最終達到1.0×10-3Pa。相比在沒有采取充入氮氣的情況下，系統(tǒng)到達本底真空的時間縮短了約2個小時，而且最終體系的真空度上升了約17個百分點。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比，具有的優(yōu)點是成本低、操作簡便，縮短工時，輔以殘余氣體分析儀可以確保充入氣體的純度，防止輸氣管道的漏氣。采用氮氣作為充入的氣體，因其來源豐富，成本低，極具開發(fā)和應用價值。
權(quán)利要求
1.一種加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于是抽真空在達到高真空且抽氣速率呈明顯下降趨勢時，打開充氣閥，調(diào)節(jié)流量計逐漸充入純度為99.99％及其以上的高純氮氣，最后將系統(tǒng)內(nèi)總壓強控制在1×10-2Pa，持續(xù)充氮氣15～30分鐘，之后關閉充氣閥，繼續(xù)進行抽氣，直到所需的本底真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于所述的高真空為4～6×10-3Pa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于所述的鍍膜機真空室應連接一電離真空計(5)；經(jīng)流量計(4)、充氣閥(2)與一高純氮氣源(3)相連；通過一殘余氣體分析儀(6)與一計算機(7)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于具體步驟如下①鍍膜機真空室(1)的真空抽至電離真空計(5)顯示4～6×10-3Pa，打開充氣閥(2)調(diào)節(jié)流量計(4)從高純氮氣源(3)充入純度為99.99％及其以上的高純氮氣至真空度到達1×10-2Pa；②通過計算機(7)屏幕觀察到由殘余氣體分析儀(6)傳輸過來的殘余氣體圖譜，若是發(fā)現(xiàn)圖譜中氮氣峰高為氧氣峰高的3～4倍時，說明體系可能漏入大氣，應立即關閉充氣閥(2)檢查充氣各接口和管道，并對泄漏處進行密封，再次打開充氣閥(2)直至確保譜圖中主峰為氮峰，且氮峰是其他峰高的8～10倍；③維持充氣15～30分鐘，然后關閉充氣閥(2)，此時系統(tǒng)真空度立即下降到充氣前的數(shù)值，再經(jīng)過45分鐘即達到系統(tǒng)的本底真空1.2×10-3Pa，繼續(xù)抽氣30分鐘，體系的真空度最終達到1.0×10-3Pa。
全文摘要
一種加快鍍膜機真空室達到高空度的方法，其特征在于是抽真空在達到高真空且抽氣速率呈明顯下降趨勢時，打開充氣閥，調(diào)節(jié)流量計逐漸充入純度為99.99％及其以上的高純氮氣，最后將系統(tǒng)內(nèi)總壓強控制在1×10
文檔編號C23C14/54GK1912177SQ200610030790
公開日2007年2月14日 申請日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者凌波, 賀洪波, 易葵, 范正修, 袁磊, 邵建達 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所