科研實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體制造、航空航天真空壓力氣氛控制方案

針對(duì)用戶提出的低氣壓試驗(yàn)箱中的真空度精密控制系統(tǒng)，以及1333Pa -133Pa /      133Pa-0.133Pa的寬域真空度控制范圍，本文基于動(dòng)態(tài)平街法提出了切實(shí)可行的決方案。決方案采用了上游控制和下游控制兩路獨(dú)立高精度的PID程序控制回路，基于不同量程的高精度電容真空計(jì)，分別調(diào)節(jié)進(jìn)氣電動(dòng)針閥和排氣電動(dòng)球閥，可實(shí)現(xiàn)各種低氣壓環(huán)境試驗(yàn)箱中高精度真空壓力控制。此解決方案已在多個(gè)真空領(lǐng)域得到應(yīng)用，并可以達(dá)到+1%的高精度控制。

真空壓力氣氛控制方案主要應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、科研實(shí)驗(yàn)、航空航天、高精度儀器較準(zhǔn)、真空爐和冶金、電子束和蒸發(fā)沉積、食品包裝等行業(yè)。設(shè)備在高溫、低溫、不同氣壓及不同氣氛環(huán)境下的真空測(cè)試。通過模擬不同環(huán)境來(lái)測(cè)試器件的電學(xué)性能參數(shù)。以達(dá)到在符合的氣壓、氣氛條件下運(yùn)輸、使用的可行性。本文以1333Pa -133Pa/133Pa-0.133Pa壓力下腔體內(nèi)氣氛環(huán)境的濕度測(cè)試為例，充分驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)備的可行性。

已知壓力決定了這個(gè)空間能容下的最大液體質(zhì)量，所以要測(cè)試腔體內(nèi)的氣體濃度就需要改變腔體內(nèi)的壓力。首先測(cè)試氣氛環(huán)境下的濕度，要確保進(jìn)入腔室內(nèi)的不同氣體的比例以及濕度。這里我們需要用到氣體配比器和氣體濕度控制器，可以精確的控制進(jìn)入氣體的大小和氣體加濕。

其次需要先計(jì)算出需要的壓力范圍內(nèi)氣體的質(zhì)量。用理想氣體定律公式

PV=nRT計(jì)算摩爾數(shù)，再由摩爾數(shù)計(jì)算氣體的質(zhì)量。由真空泵來(lái)達(dá)到更低的真空度，通過變送器來(lái)控制壓力的大小。最后使加濕過的氣體通入到腔體內(nèi)，測(cè)試器件的電學(xué)性能。此方案可以測(cè)試PPM甚至PPB級(jí)別的濃度。