佐藤真空機(jī)器の応用例

佐藤真空機(jī)器の応用例

真空ベーキング裝置

1.はじめに

電子機(jī)器、半導(dǎo)體製造裝置等に使用される精密機(jī)器部品では組付後に表面に付著している物質(zhì)がガス化して種々の影響をおよぼすケースが見(jiàn)られる。これは、部品加工後の純水洗浄,乾燥処理によって表面をぬらしている液層は蒸発しても表面に付著分子として殘留したものが微量ながらもガス化して、悪影響を及ぼしていると考えられる。洗浄後の部品表面の清浄度を上げる事は付著物質(zhì)のガス化除去が一方法である?！∏飼r(shí)よりも処理溫度を上げる事で付著物質(zhì)を活性化し、かつ表面から離脫しやすいように周囲圧力を低くする。この一連の操作を?qū)g現(xiàn)するのが真空ベーキング裝置である。従って、表面清浄度が必要な程処理溫度は高く、圧力は低くなる。これは熱処理後の部品等、洗浄だけでは処理しきれない重質(zhì)油のクリーニングなどにも有効な方法である。 
一般的には金屬加工部品の水系、有機(jī)溶剤系での洗浄、乾燥処理後および重質(zhì)油類の表面清浄化に利用されるが*近では樹(shù)脂系製品の処理にも利用されている。 佐藤真空機(jī)器の応用例
當(dāng)社では今まで多くの真空ベーキング裝置を製作納入してきた実績(jī)があり、その機(jī)種と特長(zhǎng)を紹介する。

2.機(jī)種と裝置の構(gòu)成

    當(dāng)社では表-1に示すように広範(fàn)な溫度、圧力範(fàn)囲で角型容器をベースとした真空ベーキング裝置を提供しています?！⊥庑未绶ǖ膜摔膝去飑`ラで輸送できる大きさが上限寸法となります。機(jī)種は圧力範(fàn)囲（到達(dá)真空度）で區(qū)分すると中真空域のDY型、高真空域のDH型となる。溫度で區(qū)分すると加熱溫度700℃以下のDY,DH型、800℃～2200℃までのVHF型となる。VHF型はヒータ構(gòu)造がカーボンまたはメタル（モリブデン、タングステン）ヒータとなり、DY,DH型のシーズヒータとは異なるので槽內(nèi)寸法、設(shè)定溫度等、真空排気系も含めてユーザ仕様に基づいて製作する事になります。 
（1）溫度と圧力設(shè)定 佐藤真空機(jī)器の応用例
処理部品表面に要求される清浄度（ガス発生量）とベークアウトしたい物質(zhì)から裝置の加熱溫度、到達(dá)圧力（真空度）が決められる。加熱溫度が高い程、付著物質(zhì)の表面離脫は活発になり処理時(shí)間は短くなる。部材の耐熱溫度で処理溫度が制限されるならば到達(dá)圧力を低くする程処理時(shí)間は短くなる。通常使用するヒータ構(gòu)造から設(shè)計(jì)上限溫度は700℃であるがコストを考えるならば500℃以下が一般的となる。500℃以上では製作可能でもヒータ構(gòu)造が変わるのでコスト高となる。ヒータ容量は設(shè)計(jì)溫度までの昇溫速度で決まる。PID制御で昇溫した場(chǎng)合、常溫～500℃までの昇溫時(shí)間は約2.0～2.5ｈｒ位であり、常溫～300℃でも1.5～2.0ｈｒ程度である。 
（2）真空排気系
設(shè)定溫度300～500℃ならば付著物の許容ガス発生量（殘留ガス量）から到達(dá)圧力（真空度）を決める事になる。排気システムは槽內(nèi)到達(dá)圧力により表-1のように油回転ポンプだけで良いか、ターボ分子ポンプとの併用になるか組合せが決まる。 
槽內(nèi)クリーン度を維持するために油蒸気の混入を避けたい場(chǎng)合は粗引き、補(bǔ)助排気ポンプにドライポンプ、高真空排気にターボ分子ポンプを組合せた排気システムになる。さらに槽內(nèi)クリーン度の條件が厳しい場(chǎng)合は高真空排気にクライポンプを使用する事になる。コスト的には槽內(nèi)圧力が油回転ポンプのみで実現(xiàn)できる範(fàn)囲が*も安価である。 
（3）冷卻方式
槽內(nèi)を昇溫し設(shè)定溫度に所定時(shí)間キープした後、取出し溫度まで冷卻するにはタクトタイムあるいは処理材品質(zhì)の點(diǎn)から真空放冷、N2ガス置換、N2ガスフロー、N2ガス強(qiáng)制循環(huán)冷卻のどれかを選択する事になる。冷卻時(shí)間が短いのは強(qiáng)制循環(huán)冷卻であるがコスト高になる。真空放冷は安価な方法であるが冷卻時(shí)間が長(zhǎng)くなる。N2ガス置換、N2ガスフロー等、冷卻時(shí)のN2ガス導(dǎo)入タイミング（溫度）はシーケンス的には設(shè)定溫度キープ後ならばどのタイミングでも可能だが処理材品質(zhì)の點(diǎn)からユーザ仕様として決めていただく事になる。

3.まとめ佐藤真空機(jī)器の応用例

   以上、述べてきたように表面清浄度を上げるにはいかにして表面付著物質(zhì)をガス化離脫させるかであり、1つの方法として真空ベーキングがあげられる。 
當(dāng)社では溫度、圧力レベルに対応した機(jī)種を製品化しているが、*近の傾向としてはカタログに掲載されている仕様で製作するよりもユーザ仕様に基づいて使用目的に合ったカスタマイズ製品として提供しているケースがほとんどである。ベーキング仕様（溫度、圧力）を決めるのは非常に難しいと考えられますが、當(dāng)社ではテスト用裝置（溫度～500℃、圧力×10-4Paオーダ）を常設(shè)しているのでサンプルテストを行った上で仕様決定される事をおすすめします。佐藤真空機(jī)器の応用例

表-1　型式および主な仕様（真空ベーキング）