Nguyên lý

Cảm biến chân không hiển thị kỹ thuật số hợp nhất với công nghệ điện tử thông qua các hiệu ứng vật lý, chuyển đổi sự thay đổi áp suất trong môi trường chân không thành tín hiệu điện có thể đo được, cuối cùng hiển thị giá trị chân không ở dạng kỹ thuật số. Các nguyên tắc cốt lõi của nó có thể được chia thành hai loại:

Loại điện trở: Sử dụng hiệu ứng điện trở của vật liệu bán dẫn, khi các phân tử khí trong môi trường chân không va chạm với các yếu tố nhạy cảm như màng silicon, biến dạng màng ngăn gây ra sự thay đổi điện trở, được chuyển đổi thành tín hiệu điện qua cầu Whissden, sau đó thông qua chip thông minh để điều chỉnh phi tuyến tính và bù nhiệt độ, đầu ra tín hiệu tiêu chuẩn tuyến tính. Ví dụ, một mô hình cảm biến nằm trong phạm vi 0,1-10⁵Pa và có độ phân giải 0,1Pa, có thể bắt được biến dạng micron trên bề mặt wafer.

Điện dung: Màng silicon như một thành phần nhạy cảm, phồng lên dưới áp suất khí quyển, mức độ phồng thay đổi với sự thay đổi độ chân không, dẫn đến sự thay đổi khoảng cách giữa hai tấm điện dung và giá trị điện dung thay đổi. Độ chân không được tính bằng cách chuyển đổi giá trị điện dung thành tín hiệu điện áp hoặc tần số bằng mạch đo. Ví dụ, một mô hình cảm biến trong phạm vi 10³-10⁵Pa, độ phân giải lên đến 2.0Pa, có thể đảm bảo tính đồng nhất của độ dày lớp phủ<1%.

Chọn loại

Chọn loại cần xem xét tổng hợp các yếu tố sau:

Phạm vi và độ chính xác: Chọn phạm vi phù hợp theo kịch bản ứng dụng, chẳng hạn như chân không thấp (1000Pa-10Pa) tùy chọn dẫn nhiệt, chân không trung bình (10Pa-10Pa) phù hợp với loại áp điện trở, chân không cao (10Pa-10Pa-10Pa) cần điện dung hoặc đình chỉ từ. Các tình huống đòi hỏi độ chính xác cao (như sản xuất chất bán dẫn) yêu cầu chọn cảm biến có lỗi<1%.

Khả năng thích ứng môi trường: Nếu nhiệt độ môi trường thay đổi lớn, bạn cần chọn mô hình có chức năng bù nhiệt độ; Nếu có khí axit và kiềm, bạn cần chọn vật liệu chống ăn mòn.

Thời gian đáp ứng&ổn định: Cảnh giám sát áp suất động cần chọn cảm biến có tốc độ đáp ứng nhanh (ví dụ: mili giây); Cảnh yêu cầu tính ổn định lâu dài cao cần chọn loại hình có khả năng chống trôi mạnh.

Ứng dụng

Cảm biến chân không hiển thị kỹ thuật số được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

Sản xuất chất bán dẫn: Theo dõi sự thay đổi áp suất trong khoang chân không trong thời gian thực, đảm bảo độ chính xác của quá trình như in thạch bản, khắc và vân vân.

Lớp phủ chân không: Kiểm soát chính xác độ chân không để tránh lỗ kim hoặc vết nứt trong lớp phủ.

Luyện kim chân không: Giám sát quá trình khử khí và tinh chế chân không bên ngoài lò luyện thép, tối ưu hóa các thông số quá trình.

Thí nghiệm nghiên cứu khoa học: Giám sát quá trình hấp phụ/khử phụ khí trong môi trường chân không cao, cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho nghiên cứu và phát triển vật liệu mới.