La presión dentro de una cámara de vacío puede variar significativamente en función de la aplicación específica y del tipo de vacío que se utilice. La presión oscila entre la presión atmosférica y los niveles de vacío ultraalto, que pueden ser tan bajos como 10-11 mbar o 7,5-11 Torr. La elección de la presión depende de los requisitos del proceso, como la cobertura de la muestra, la calidad de la película fina y la necesidad de entornos de gas inerte. La medición precisa de la presión es crucial y suele lograrse utilizando manómetros de alta calidad.
Explicación de los puntos clave:
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Rangos de presión en cámaras de vacío:
- Áspero/Bajo vacío: 1000 a 1 mbar (760 a 0,75 Torr)
- Vacío fino/medio: 1 a 10-3 mbar (0,75 a 7,5-3 Torr)
- Alto vacío: 10-3 a 10-7 mbar (7,5-3 a 7,5-7 Torr)
- Vacío ultraalto: 10-7 a 10-11 mbar (7,5-7 a 7,5-11 Torr)
- Vacío extremadamente alto: < 10-11 mbar (< 7,5-11 Torr)
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Importancia de la presión en los procesos de deposición:
- Durante la evaporación térmica, la presión dentro de la cámara juega un papel crítico en la determinación de la calidad de la película delgada depositada. La presión debe ser lo suficientemente baja para garantizar que el camino libre medio de las partículas sea mayor que la distancia entre la fuente y el sustrato, normalmente alrededor de 3,0 x 10-4 Torr o inferior.
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Medición y manómetros:
- Para una medición precisa de la presión, es esencial disponer de manómetros de alta calidad. En el sistema de deposición modelo DTT, se utiliza un manómetro de rango completo fabricado por Leybold Company, capaz de mostrar la presión desde niveles atmosféricos hasta 10-9 Torr.
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Aplicaciones y niveles de vacío adecuados:
- Vacío medio (< 1, > 10-3 Torr): Adecuado para algunas aplicaciones de soldadura y mecanizado.
- Alto vacío (< 10-3 Torr, > 10-8 Torr): Adecuado para hornos de alto vacío.
- Ultra Alto Vacío (< 10-8 torr): Utilizado para procesos que requieren entornos extremadamente limpios, como el secado de contaminantes superficiales y la limpieza de revestimientos.
- Alta presión (> 760 torr): Adecuado para hornos que utilizan gases o atmósferas internas a presión positiva o superior a la atmosférica.
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Efecto del vacío en el entorno del proceso:
- Para un ambiente limpio en una cámara de proceso, un vacío ultra alto puede ser más eficaz que el uso de gas inerte. Una cámara de proceso evacuada puede alcanzar rutinariamente una presión residual inferior a 0,0001 mbar si se le da suficiente tiempo de bombeo, mientras que el lavado con gas inerte puede dar lugar a presiones parciales de impurezas más altas, potencialmente de hasta 0,1 mbar debido a diversas limitaciones prácticas.
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Vacío máximo posible:
- El vacío máximo posible dentro de una cámara puede ser igual a 760 mmHg (presión atmosférica), pero las aplicaciones prácticas a menudo requieren presiones muy inferiores a ésta, dependiendo del proceso específico y de las capacidades del equipo.
En resumen, la presión dentro de una cámara de vacío es un parámetro crítico que influye en el resultado de diversos procesos, desde la deposición de películas finas hasta la soldadura y el mecanizado. La elección del rango de presión depende de los requisitos específicos del proceso, y la medición y el control precisos de la presión son esenciales para lograr los resultados deseados.
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