1 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE
2 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE Obecnie oferowane do sprzedaży próżniomierze umożliwiają pomiar próżni w zakresie: Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
3 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE – ZAKRESY PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
4 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE -TYPY Próżniomierze mechaniczne. Próżniomierze hydrostatyczne. Próżniomierze cieplno-przewodnościowe. Próżniomierze jonizacyjne.
5 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZEMECHANICZNE
6 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE SPIRALNE MEMBRANOWE
7 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE SPIRALNE
8 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE SPIRALNE – ZAKRES PRACY PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 -13 -12 -9 -11 -10 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 p [mbar] NISKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
9 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE px1 pATM 1000 800 600 400 200 mbar
10 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE 1000 800 600 400 200 A-A pATM A A mbar px1
11 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE 1000 800 600 400 200 pATM mbar px2< px1 px2
12 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE 1000 800 600 400 200 pATM mbar px3
13 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE 1000 800 600 400 200 pATM Wskazania próżniomierza zależą od wartości ciśnienia otoczenia mbar Zakres mierzonych ciśnień: (1000÷10)mbar px1
14 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE MEMBRANOWE
15 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE – MEMBRANOWE - ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
16 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE 30 60 90 120 150 px1 mbar
17 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE 30 60 90 120 150 px1 mbar MEMBRANA
18 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE 150 120 90 mbar px2 60 px2< px1 30
19 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE 30 60 90 120 150 px1 mbar Wskazania próżniomierza zależą od wartości ciśnienia otoczenia Zakres mierzonych ciśnień: (134÷2)mbar
20 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZO ELEKTRYCZNE
21 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
22 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA p=0 px Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
23 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA PIEZO REZYSTORY px MEMBRANA KRZEMOWA p=0 SZKLANE PODŁOŻE GŁOWICA PRÓŻNIOMIERZA Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
24 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA PIEZO REZYSTORY CIŚNIENIE MIERZONE px MEMBRANA KRZEMOWA CIŚNIENIE ODNIESIENIA p=0 SZKLANE PODŁOŻE px GŁOWICA PRÓŻNIOMIERZA Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
25 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE OBSZAR MEMBRANY PIEZOREZYSTORY PRÓŻNIA POMOCNICZA p0
26 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE OBSZAR MEMBRANY PIEZOREZYSTORY PRÓŻNIA MIERZONA px PRÓŻNIA POMOCNICZA p0
27 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE Naprężenia w piezorezystorach w obszarze membrany wywołują zmiany rezystancji rezystorów w układzie mostkowym
28 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE
29 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
30 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - BUDOWA p1 p2 GŁOWICA MEMBRANA C1 C2 ELEKTRODA Wzorowano na materiałach zawartych w: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
31 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - BUDOWA p1 p2 d d C1 C2 A – pow. elekt. d – odległość
32 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - DZIAŁANIE p1 p2 d1 d2 p2 > p1 C1 > C2 C2 C1
33 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - DZIAŁANIE p1 p2 d1 d2 p1 > p2 C2 > C1 C1 C2
34 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE
35 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ1
36 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ1 – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
37 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE pATM pATM 50 Tr 200 Tr 500 Tr 760 Tr Rtęć
38 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE pATM px1 50 Tr 200 Tr 500 Tr 760 Tr px1
39 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE 760 Tr 500 Tr 200 Tr 50 Tr pATM px2 px2
40 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE 760 Tr 500 Tr 200 Tr 50 Tr pATM px2 h Czułość dla rtęci 0.5 Tr
41 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE 760 Tr 500 Tr 200 Tr 50 Tr pATM px2 Zwiększenie czułości można osiągnąć poprzez zamianę rtęci na olej h
42 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE Czułość dla oleju
43 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ2
44 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ2 – ZAKRES PRACY PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 -13 -12 -9 -11 -10 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 p [mbar] NISKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
45 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE px1 Próżnia pomocnicza p0<
46 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE px2 Próżnia pomocnicza p0<
47 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE px2 Próżnia pomocnicza p0<
48 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE px p0 50 Tr 10 Tr 5 Tr h 0 Tr
49 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA
50 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
51 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – BUDOWA px KAPILARA PORÓWNAWCZA KAPILARA POMIAROWA ZBIORNIK O OBJĘTOŚCI V RTĘĆ
52 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – BUDOWA px DO OBSZARU PRÓŻNI KAPILARA PORÓWNAWCZA KAPILARA POMIAROWA ZBIORNIK RTĘĆ DO ZBIORNIKA Z RTĘCIĄ
53 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA px Rozpoczęcie pomiarów Zbiornik pomiarowy i kapilara kompresyjna są połączone z obszarem próżni o ciśnieniu „px” px
54 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA px Pomiary Pomiar rozpoczyna się od podnoszenia słupa rtęci. W momencie gdy rtęć przekroczy poziom X-X w zbiorniku pomiarowym zostaje „uwięziona” porcja gazu o ciśnieniu „px” px X X
55 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA px Pomiary W momencie, gdy rtęć przekroczy poziom Y-Y gaz „uwięziony” w zbiorniku i kapilarze będzie sprężany w kapilarze pomiarowej Y Y X X
56 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA px Zakończenie pomiaru Z Z Pomiar zostaje zakończony, gdy rtęć osiągnie określony poziom (w kapilarze pomiarowej lub kapilarze porównawczej) Y Y X X
57 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA px X Y Z l h2 h1 h Odczyt wyniku Po zakończeniu pomiaru należy odczytać różnicę: w wysokości położenia słupa rtęci w kapilarze porównawczej i pomiarowej
58 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA V0 px VK pK h
59 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA px pK ς – gęstość rtęci h g – przyspieszenie ziemskie
60 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
61 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
62 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
63 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
64 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
65 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA
66 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA px X Y Z l h2 h1 h VK – objętość kapilary A – pole przekroju kap. l – wysokość kapilary
67 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA ZALEŻNOŚĆ OGÓLNA
68 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR REALIZACJA POMIARU
69 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ REALIZACJA POMIARU METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ
70 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ Przy pomiarze dowolnego ciśnienia rtęć doprowadzana jest zawsze do poziomu Z-Z
71 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR px X Y Z l h2 h1 h METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ
72 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
73 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
74 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
75 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
76 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
77 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
78 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
79 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR Czułość metody zależy od wartości mierzonego ciśnienia
80 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ Przy pomiarze dowolnego ciśnienia rtęć doprowadzana jest zawsze do poziomu „h1” w kapilarze pomiarowej
81 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR px METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ Z Z l h h2 Y Y h1 X X
82 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
83 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
84 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
85 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
86 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR
87 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR Czułość metody nie zależy od wartości mierzonego ciśnienia
88 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO PRZEWODNOŚCIOWE
89 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO-PRZEWODNOŚCIOWE – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
90 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO PRZEWODNOŚCIOWE PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO
91 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
92 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – IDEA Idea pomiaru w próżniomierzu oporowym Piraniego polega na rejestracji zmian oporu (rezystancji) włókna (drutu) oporowego rozpiętego w głowicy wypełnionej gazem o mierzonym ciśnieniu
93 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – BUDOWA Głowica próżniomierza z włóknem oporowym w kształcie spiralki WŁÓKNO OPOROWE W KSZTAŁCIE SPIRALKI SZKLANA OBUDOWA GŁOWICY px
94 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – IDEA Zmiana warunków odprowadzania ciepła od włókna, na przykład w wyniku zmian ciśnienia gazu w otoczeniu włókna powoduje zmianę temperatury drutu oporowego i zmianę rezystancji włókna
95 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – IDEA Rejestracja zmian rezystancji włókna pomiarowego w układzie mostkowym V G U R1 R2 R3 Rx px Ig
96 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PROMIENIOWANIE px
97 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PROMIENIOWANIE px
98 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez promieniowanie Tx – temperatura włókna oporowego T0 – temperatura osłony
99 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PRZEWODNICTWO CIEPLNE GAZU (UNOSZENIE, KONWEKCJĘ) px
100 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PRZEWODNICTWO CIEPLNE GAZU (UNOSZENIE, KONWEKCJĘ) px
101 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez przewodnictwo cieplne gazu (konwekcję) Tx – temperatura włókna oporowego T0 – temperatura osłony px – ciśnienie otaczającego włókno gazu
102 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PRZEWODNICTWO CIEPLNE WYPROWADZEŃ px
103 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ciepło od włókna może być odprowadzane przez: PRZEWODNICTWO CIEPLNE WYPROWADZEŃ px
104 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez doprowadzenia
105 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE Bilans równowagi cieplnej
106 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE I II III 100 10 1 -2 -1 -3 -4 -5 STRATY CIEPŁA CIŚNIENIE p [mbar] px
107 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE I STRATY CIEPŁA 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 100 CIŚNIENIE p [mbar] px1 PROMIENIOWANIE PRZEWODNICTWO CIEPLNE WYPROWADZEŃ
108 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE STRATY CIEPŁA 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 100 CIŚNIENIE p [mbar] px2 LINIOWA ZALEŻNOŚĆ OD PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO GAZU px2> px1
109 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE STRATY CIEPŁA 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 100 CIŚNIENIE p [mbar] px3 PROMIENIOWANIE PRZEWODNICTWO CIEPLNE GAZU px3> px2 > px1
110 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO PRZEWODNOŚCIOWE PRÓŻNIOMIERZE TERMO ELEKTRYCZNE
111 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
112 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE – IDEA Idea pomiaru w próżniomierzu termoelektrycznym polega na rejestracji zmian siły termoelektrycznej termopary umieszczonej w głowicy wypełnionej gazem o mierzonym ciśnieniu
113 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE – IDEA W zależności od ciśnienia gazu w głowicy pomiarowej zmieniają się warunki przekazywania ciepła do spoiny termopary (typ I) lub możliwości rozpraszania ciepła (typ II)
114 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE PRÓŻNIOMIERZ TERMO ELEKTRYCZNY TYP I
115 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – BUDOWA GRZEJNIK mV TERMOPARA px
116 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE GRZEJNIK mV TERMOPARA W zależności od ciśnienia gazu zmieniają się warunki przekazywania ciepła do spoiny termopary px
117 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE GRZEJNIK mV TERMOPARA px1 SIŁA TERMOELEKTRYCZNA UT1
118 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE GRZEJNIK mV TERMOPARA px2 px2 > px1 SIŁA TERMOELEKTRYCZNA UT2>UT1 UT2
119 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE PRÓŻNIOMIERZ TERMO ELEKTRYCZNY TYP II
120 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – BUDOWA GRZEJNIK TERMOPARA mV px
121 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE GRZEJNIK TERMOPARA mV W zależności od ciśnienia gazu zmieniają się warunki rozpraszania ciepła dostarczanego przez grzejnik do spoiny termopary px
122 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE px1 GRZEJNIK TERMOPARA mV SIŁA TERMOELEKTRYCZNA UT1
123 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE px2 GRZEJNIK TERMOPARA mV px2 > px1 SIŁA TERMOELEKTRYCZNA UT2 < UT1 UT2
124 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZ TERMOELEKTRYCZNY (TYP 2) – CHARAKTERYSTYKA UT 2.5 7.5 5.0 10 [mV] 1 -1 -2 -3 ARGON POWIETRZE, AZOT, TLEN WODÓR CIŚNIENIE px [mbar] Zaczerpnięto z: A. Hałas „TECHNOLOGIA WYSOKIEJ PRÓŻNI” , PWN, Warszawa 1980
125 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE
126 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE Z „GORĄCĄ” KATODĄ JARZENIOWE
127 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE Z GORĄCĄ KATODĄ
128 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
129 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – BUDOWA px GŁOWICA KOLEKTOR JONÓW KOLEKTOR ELEKTRONÓW - + ŻARZONA KATODA A A + - + -
130 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Emisja elektronów px - + ŻARZONA KATODA A A + - + -
131 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Elektrony kierują się do anody px ANODA - + A A + - + -
132 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Jonizacja cząstek gazu px ANODA - + A A + - + -
133 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Jonizacja cząstek gazu px + ANODA - + A A + - + -
134 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE zjonizowane cząsteczki gazu kierują się do kolektora px + KOLEKTOR JONÓW + - + + A A + - + -
135 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE A IKe + - px KOLEKTOR JONÓW ANODA KOLEKTOR ELEKTRONÓW IKj
136 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Podczas pracy głowicy w obwodach obu kolektorów obserwuje się przepływ prądów: Ike – prąd kolektora elektronów Ikj – prąd kolektora jonów
137 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE IKe – prąd kolektora elektronów Ike – prąd kolektora elektronów IK – prąd elektronów emitowanych z katody Ie – prąd elektronów gen. w procesach jon.
138 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE IKj – prąd kolektora jonów IKj – prąd kolektora jonów Ij – prąd jonowy (ilość zjon. cząsteczek gazu) Ix – prąd „szumowy”
139 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Ilość elektronów generowanych w procesach jonizacji powinna być równa ilości powstających w tych procesach jonów gazu
140 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE W typowym zakresie mierzonych ciśnień: Prąd elektronów z katody jest znacznie większy od prądu elektronowego pojawiającego się w procesach jonizacji Prąd jonowy jest znacznie większy od prądu „szumowego”
141 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE W rezultacie: Prąd kolektora elektronów jest „prawie” równy prądowi elektronów emitowanych z katody Prąd kolektora jonów jest „prawie” równy prądowi jonowemu
142 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Kolektor elektronów Kolektor jonów px + IKe IKj + - + +
143 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Kolektor elektronów Kolektor jonów px + IKe IKj + - + + Mierzone ciśnienie
144 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Czułość próżniomierza jonizacyjnego
145 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ Charakterystyka próżniomierzy: Próżniomierze wymagają skalowania. Dokładne teoretyczne wyznaczenie skali próżniomierza jest niemożliwe. Wskazania próżniomierza zależą od rodzaju gazu (skalowanie najczęściej dla azotu lub powietrza)
146 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ Charakterystyka próżniomierzy: 3. Dokładność pomiaru wysokich ciśnień jest duża (rzędu kilkunastu procent) 4. Pomiary ciśnień niskich są obarczone znacznym błędem (rzędu kilkuset procent) 5. Mała bezwładność wskazań
147 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ Charakterystyka próżniomierzy: 6. Stosowanie wolframowych, żarzonych katod związane jest z ryzykiem ich „przepalenia” w przypadku gdy ciśnienie w głowicy jest zbyt wysokie
148 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE JARZENIOWE
149 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJE JARZENIOWE – ZAKRES PRACY ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA WYSOKA PRÓŻNIA ŚREDNIA PRÓŻNIA NISKA PRÓŻNIA PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE 10 -14 10 -13 10 -12 10 -11 10 -10 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 10 1 10 2 p [mbar] Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne
150 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – BUDOWA ANODA KOLEKTOR ELEKTRONÓW GŁOWICA px KATODA KOLEKTOR JONÓW B - A U + R
151 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – BUDOWA ANODA KOLEKTOR ELEKTRONÓW GŁOWICA px KATODA KOLEKTOR JONÓW B - A U ZWIĘKSZENIE CZUŁOŚCI GŁOWICY R +
152 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Zainicjowanie wyładowania jarzeniowego + - px A B R U=2kV
153 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Zainicjowanie wyładowania jarzeniowego + - px A B R U=2kV
154 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Jonizacja cząsteczek gazu + - px A B R + U=2kV
155 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE „Wychwytywanie” jonów gazu przez katodę + - px A B R + U=2kV
156 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Przemieszczanie się elektronów do anody + - px A B R + U=2kV
157 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE px B KATODA ANODA + - W układzie diodowym ilość elektronów docierających do anody jest równa ilości jonów bombardujących obie katody
158 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE I – rejestrowany w głowicy prąd (jonowy, elektr.) C – czułość głowicy px – mierzone ciśnienie
159 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE I – rejestrowany w głowicy prąd (jonowy, elektr.) C – czułość głowicy px – mierzone ciśnienie
160 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Całkowity prąd rejestrowany w głowicy Ij – prąd jonowy lub elektronowy Ix – prąd „szumowy”
161 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Prąd „szumowy” Iu – prąd upływnościowy Iem – prąd emisji polowej
162 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Prąd „szumowy” I=Ij+Ix Rejestrowany w głowicy prąd I=Ix Mierzone ciśnienie
163 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE Prąd „szumowy” ZAKRES NISKICH CIŚNIEŃ Rejestrowany w głowicy prąd I=Iu+Iem Mierzone ciśnienie
164 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE JARZENIOWE Charakterystyka próżniomierzy: Próżniomierze wymagają skalowania. Wskazania w dużym stopniu zależą od składu gazu (skalowanie najczęściej wykonuje się dla azotu lub powietrza. Mała bezwładność wskazań
165 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGIIDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE JARZENIOWE Charakterystyka próżniomierzy: 4. Podstawowe zalety to: duża czułość, odporność na nagłe zapowietrzenie w czasie pracy. 5. Próżniomierze mogą być stosowane tam gdzie dokładność nie jest najważniejsza ale istotna jest niezawodność praca próżniomierza
166 FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII