科銳詩汀教您認(rèn)識電容薄膜真空計

真空規(guī)管有真空規(guī)和相對真空規(guī)，電容薄膜真空規(guī)為真空規(guī)，不管什么氣體對真空值都沒有影響。此規(guī)管用于刻蝕、CVD、PVD、ALD等半導(dǎo)體制造設(shè)備；數(shù)據(jù)貯存和顯示制造設(shè)備；工業(yè)真空設(shè)備；一般高精度壓強(qiáng)測量。

根據(jù)彈性薄膜在壓差作用下產(chǎn)生應(yīng)變而引起電容變化的原理制成的真空計稱為電容式薄膜真空計，它由電容式薄膜規(guī)管（又稱為電容式壓力傳感器）和測量儀器兩部分組成。根據(jù)測量電容的不同方法，儀器結(jié)構(gòu)有偏位法和零位法兩種。零位法是一種補(bǔ)償法，具有較高的測量精度。目前在計量部門作為低真空副標(biāo)準(zhǔn)真空計的就是采用零位法結(jié)構(gòu)。

圖示零位法薄膜真空計的結(jié)構(gòu)原理圖由1、薄膜真空規(guī)，2、直流補(bǔ)償電源，3、低頻放大器，4、相敏檢波器，5、輸出表，6、低頻振蕩器，7、閥門組成。

電容式薄膜規(guī)管的中間裝著一張金屬彈簧膜片，在膜片的一側(cè)裝有一個固定電極，當(dāng)膜片兩側(cè)的壓差為零時，固定電極與膜片形成一個靜態(tài)電容Co，它與電容C1串聯(lián)后作為測量電橋的一條橋臂，電容C2、C3和C4與C5的串聯(lián)電容組成其它三條橋臂。

金屬彈性膜片將薄膜真空規(guī)管隔離成兩個室，分別為接被測真空系統(tǒng)的測量室和接高真空系統(tǒng)（Pb＜10-3Pa）的參考壓力室。在這兩個室的連通管道上設(shè)置一個高真空閥門7。測量時，先將閥門7打開，用高真空抽氣系統(tǒng)將規(guī)管內(nèi)膜片兩側(cè)的空間抽至參考壓力Pb。同時調(diào)節(jié)測量電橋電路，使之平衡，即指示儀表指零。然后，關(guān)閉閥門7，測量室接通被測真空系統(tǒng)。當(dāng)被測壓力P1＞Pb時，由于規(guī)管中的壓力差P1—Pb，膜片發(fā)生應(yīng)變引起電容Co改變，破壞了測量電橋電路的平衡，指示儀表上亦有相應(yīng)的指示。調(diào)節(jié)直流補(bǔ)償電源電壓對電容Co充電，使其靜電力與壓力相等，此時，電橋電路重新達(dá)到平衡，指示儀表又重新指零。根據(jù)補(bǔ)償電壓的大小，就能得出被測壓力P1，故有

P1—Pb=KU2(12)

式中P1——被測壓力

Pb——參考壓力

U——補(bǔ)償壓力

K——規(guī)管常數(shù)，其值K=Co/do，Co和do分別為固定電極與膜片在平衡狀態(tài)下的靜態(tài)電容和間距。

當(dāng)P1＞＞PO時，測量結(jié)果就是壓力，即

P1=KU2(13)

電容式薄膜真空計測量范圍為10-1～101Pa，其規(guī)管常數(shù)K可通過校準(zhǔn)得到。

近年來，電容式薄膜真空計取得了重大進(jìn)展，新型的雙電容式薄膜真空計的問世，提高了該類真空計的精度，擴(kuò)展了測量范圍，使其測量下限可達(dá)10-3Pa。

單側(cè)雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數(shù)不變、壓力讀數(shù)*不受氣體成分影響、反應(yīng)速度快等特點。如將其規(guī)管參考室內(nèi)加置消氣劑并抽至≤10-5Pa，就可測量≥10-3Pa的壓力。

INFICON公司有以下幾款電容膜片真空規(guī)：CDG020D;CDG025D,CDG025D-S；CDG025D-X3；CDG045D；CDG100D；CDG160D，CDG200D；CDG025-C和CDG160A-C/CGD160A-CS。