FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Post on 03-Jan-2016

39 views 1 download

description

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl). FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII. PRÓŻNIOMIERZE. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE

Obecnie oferowane do sprzedaży próżniomierze umożliwiają pomiar

próżni w zakresie:

Torrp

mbarp

x

x

150010

20001012

12

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

PRÓŻNIOMIERZE – ZAKRESY PRACY

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE -TYPY

1. Próżniomierze mechaniczne.

2. Próżniomierze hydrostatyczne.

3. Próżniomierze cieplno-przewodnościowe.

4. Próżniomierze jonizacyjne.

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZEMECHANICZNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE

SPIRALNE MEMBRANOWE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE

SPIRALNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE SPIRALNE – ZAKRES PRACY

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE

px1

pATM

1000

800

600

400

200

0

mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE

px1

pATM

1000

800

600

400

200

0

mbar

A

A

A-A

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE

px2

pATM

px2< px1

1000

800

600

400

200

0

mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE

px3

pATM

px3<px2< px1

1000

800

600

400

200

0

mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE SPIRALNE

Wskazania próżniomierza zależą od wartości ciśnienia

otoczenia

Zakres mierzonych ciśnień:

(1000÷10)mbar

px1

pATM

1000

800

600

400

200

0

mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE

MEMBRANOWE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MECHANICZNE – MEMBRANOWE - ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE

0

30

60

90

120

150

px1

mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE

0

30

60

90

120

150

px1

mbar

MEMBRANA

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE

0

30

60

90

120

150

px2mbar

px2< px1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE

0

30

60

90

120

150

px1

mbar

Wskazania próżniomierza zależą od wartości ciśnienia otoczenia

Zakres mierzonych ciśnień: (134÷2)mbar

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZO

ELEKTRYCZNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA

Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD

VACUUM GmbH Cologne

p=0

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA

Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD

VACUUM GmbH Cologne

p=0

px

GŁOWICA PRÓŻNIOMIERZA

PIEZO REZYSTORY

MEMBRANA KRZEMOWA

SZKLANE PODŁOŻE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - BUDOWA

Wzorowano na: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD

VACUUM GmbH Cologne

p=0

px

GŁOWICA PRÓŻNIOMIERZA

PIEZO REZYSTORY

MEMBRANA KRZEMOWA

SZKLANE PODŁOŻE

CIŚNIENIE MIERZONE

CIŚNIENIE ODNIESIENIA

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE

OBSZAR MEMBRANY

PIEZOREZYSTORY

PRÓŻNIA POMOCNICZA

p0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE

OBSZAR MEMBRANY

PIEZOREZYSTORY

PRÓŻNIA POMOCNICZA

p0

PRÓŻNIA MIERZONA

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE PIEZOELEKTRYCZNE - DZIAŁANIE

Naprężenia w piezorezystorach w obszarze membrany

wywołują zmiany rezystancji rezystorów w

układzie mostkowym

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE

POJEMNOŚCIOWE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - BUDOWA

C1 C2

p1 p2

GŁOWICA

ELEKTRODA

MEMBRANA

Wzorowano na materiałach zawartych w: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - BUDOWA

C1 C2

p1 p2

d dd

AC r 0

A – pow. elekt.d – odległość

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - DZIAŁANIE

C1C2

p1 p2

p2 > p1

C1 > C2d

AC r 0

d1 d2

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE MEMBRANOWE POJEMNOŚCIOWE - DZIAŁANIE

C1 C2

p1 p2

p1 > p2

C2 > C1d

AC r 0

d1 d2

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

typ1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ1 – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

760 Tr

500 Tr200 Tr50 Tr

pATM pATM

Rtęć

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

760 Tr

500 Tr200 Tr50 Tr

pATM px1

px1<pATM

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

760 Tr

500 Tr200 Tr50 Tr

pATM px2

px2<px1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

760 Tr

500 Tr200 Tr50 Tr

pATM px2

hmmHgp

pmmHgh

mmHgph

x

x

x

760

760

760

Czułość dla rtęci 0.5 Tr

h

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

760 Tr

500 Tr200 Tr50 Tr

pATM px2

159.0

6.13

OLEJU

Hg

Zwiększenie czułości można osiągnąć poprzez

zamianę rtęci na olej h

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

TrTr

COLEJ2103

15

5.0

Czułość dla oleju

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

typ2

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE typ2 – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

0 Tr5 Tr

10 Tr50 Tr

px1

px1<pATM

Próżnia pomocnicza

p0<<px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

0 Tr5 Tr

10 Tr50 Tr

px2

px2<px1

Próżnia pomocnicza

p0<<px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

0 Tr5 Tr

10 Tr50 Tr

px2

px2<px1

Próżnia pomocnicza

p0<<px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE HYDROSTATYCZNE

0 Tr5 Tr

10 Tr50 Tr

px p0

h

x

x

x

x

ph

pph

pph

pp

0

0

0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE

MC`LEODA

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – BUDOWA

KAPILARA POMIAROWA

ZBIORNIK O OBJĘTOŚCI V

KAPILARA PORÓWNAWCZA

RTĘĆ

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – BUDOWA

KAPILARA POMIAROWA

ZBIORNIK

KAPILARA PORÓWNAWCZA

RTĘĆ

DO OBSZARU PRÓŻNI

DO ZBIORNIKA Z RTĘCIĄ

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA

px

Rozpoczęcie pomiarów

Zbiornik pomiarowy i kapilara kompresyjna

są połączone z obszarem próżni o

ciśnieniu „px”px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA

pxPomiary

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA

px

X X

Y Y

Pomiary

W momencie, gdy rtęć przekroczy poziom Y-Y

gaz „uwięziony” w zbiorniku i kapilarze

będzie sprężany w kapilarze pomiarowej

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA

px

Zakończenie pomiaru

Pomiar zostaje zakończony, gdy rtęć osiągnie określony

poziom (w kapilarze pomiarowej lub

kapilarze porównawczej)X X

Y Y

Z Z

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – ZASADA DZIAŁANIA

Odczyt wyniku

Po zakończeniu pomiaru należy odczytać różnicę:

w wysokości położenia słupa rtęci w kapilarze

porównawczej i pomiarowej

px

X X

Y Y

Z Z

lh2

h1

h

12 hhh

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

V0

VK

px

pK

h

K

xK

KKx

V

Vpp

VpVp

0

0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

pK

h

ghhpp xK 12

px

ς – gęstość rtęcig – przyspieszenie

ziemskie

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

ghhV

VVp

ghhpV

Vp

K

Kx

xK

x

120

120

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

VV

hhVp

K

Kx

0

12

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

VV

hhVp

K

Kx

0

12

KVV 0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

VV

hhVp

K

Kx

0

12

KVV 0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

V

hhVp K

x

0

12

KVV 0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

V

hhVp K

x

0

12

?KV

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

px

X X

Y Y

Z Z

lh2

h1

h

VK – objętość kapilary

1hlAVK A – pole przekroju kap.

l – wysokość kapilary

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – TEORIA

g

V

hhhlApx

0

121

ZALEŻNOŚĆ OGÓLNA

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

REALIZACJA POMIARU

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ

METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ

REALIZACJA POMIARU

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ

Przy pomiarze dowolnego ciśnienia rtęć doprowadzana jest zawsze do

poziomu Z-Z

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

METODA PODZIAŁKI KWADRATOWEJ

px

X X

Y Y

Z Z

l h2

h1

h

12

2

hhh

hl

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhhlApx

0

121

g

V

hhhhApx

0

1212

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhhhApx

0

1212

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhApx

0

212

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhApx

0

212

12 hhh

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hApx

0

2

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hApx

0

2

KKgVA 0/

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

2hKp Kx

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

hKdp

dhC

KxK 2

1

Czułość metody zależy od wartości mierzonego ciśnienia

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ

Przy pomiarze dowolnego ciśnienia rtęć doprowadzana jest zawsze do

poziomu „h1” w kapilarze pomiarowej

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMAR

METODA PODZIAŁKI LINIOWEJ

px

X X

Y Y

Z Z

lh2

h1

h

constH

Hhl

1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhhlApx

0

121

g

V

hhAHpx

0

12

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

g

V

hhAHpx

0

12

12 hhh

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

gV

AHhpx

0

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

gV

AHhpx

0

gVAHKL 0/

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

hKp Lx

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE KOMPRESYJNE MC`LEODA – POMIAR

LxL Kdp

dhC

1

Czułość metody nie zależy od wartości mierzonego ciśnienia

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO

PRZEWODNOŚCIOWE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO-PRZEWODNOŚCIOWE – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO PRZEWODNOŚCIOWE

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE

PIRANIEGO

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – BUDOWA

Głowica próżniomierza

z włóknem oporowym w

kształcie spiralki

SZKLANA OBUDOWA GŁOWICY

WŁÓKNO OPOROWE W KSZTAŁCIE SPIRALKI

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – IDEA

Rejestracja zmian rezystancji włókna pomiarowego w układzie mostkowym

V GU

R1R2

R3

Rx

px

Ig

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PROMIENIOWANIE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PROMIENIOWANIE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez promieniowanie

240

4 / mWTTKq xRR

Tx – temperatura włókna oporowego

T0 – temperatura osłony

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PRZEWODNICTWO CIEPLNE GAZU

(UNOSZENIE, KONWEKCJĘ)

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PRZEWODNICTWO CIEPLNE GAZU

(UNOSZENIE, KONWEKCJĘ)

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez przewodnictwo cieplne gazu (konwekcję)

20 / mWpTTKq xxCC

Tx – temperatura włókna oporowegoT0 – temperatura osłonypx – ciśnienie otaczającego włókno gazu

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

WYPROWADZEŃ

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

Ciepło od włókna może być odprowadzane przez:

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

WYPROWADZEŃ

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

Ilość ciepła odprowadzana od włókna przez doprowadzenia

2/ mWconstqC

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

Bilans równowagi

cieplnej

pxxCxRz qpTTKTTK

A

W 0

40

4

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px

10010110-2

10-1

10-3

10-4

10-5

ST

RA

TY

CIE

A

CIŚNIENIE p [mbar]

IIIIII

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px1

10010110-2

10-1

10-3

10-4

10-5

ST

RA

TY

CIE

A

CIŚNIENIE p [mbar]

I

PROMIENIOWANIE PRZEWODNICTWO CIEPLNE

WYPROWADZEŃ

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px2

px2> px1

10010110-2

10-1

10-3

10-4

10-5

ST

RA

TY

CIE

A

CIŚNIENIE p [mbar]

LINIOWA ZALEŻNOŚĆ OD PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO GAZU

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE OPOROWE PIRANIEGO – DZIAŁANIE

px3

10010110-2

10-1

10-3

10-4

10-5

ST

RA

TY

CIE

A

CIŚNIENIE p [mbar]

px3> px2 > px1

PROMIENIOWANIE PRZEWODNICTWO

CIEPLNE GAZU

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE CIEPLNO PRZEWODNOŚCIOWE

PRÓŻNIOMIERZE TERMO

ELEKTRYCZNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE – IDEA

Idea pomiaru w próżniomierzu termoelektrycznym polega na

rejestracji zmian siły termoelektrycznej termopary

umieszczonej w głowicy wypełnionej gazem o mierzonym

ciśnieniu

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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)

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE

PRÓŻNIOMIERZ TERMO

ELEKTRYCZNY TYP I

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – BUDOWA

GRZEJNIK

mV

TERMOPARA

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE

GRZEJNIK

mV

TERMOPARA

px

W zależności od ciśnienia gazu zmieniają się warunki

przekazywania ciepła do spoiny termopary

spx Tp ,

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE

GRZEJNIK

mV

TERMOPARApx1

SIŁA TERMOELEKTRYCZNA

UT1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 1) – DZIAŁANIE

SIŁA TERMOELEKTRYCZNA

UT2

GRZEJNIK

mV

TERMOPARApx2

px2 > px1

UT2>UT1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE

PRÓŻNIOMIERZ TERMO

ELEKTRYCZNY TYP II

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – BUDOWA

GRZEJNIK

mV

TERMOPARA

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE

GRZEJNIK

mV

TERMOPARA

px

W zależności od ciśnienia gazu zmieniają się warunki

rozpraszania ciepła dostarczanego przez grzejnik

do spoiny termopary

spx Tp ,

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE

GRZEJNIK

mV

TERMOPARApx1

SIŁA TERMOELEKTRYCZNA

UT1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE TERMOELEKTRYCZNE (TYP 2) – DZIAŁANIE

GRZEJNIK

mV

TERMOPARApx2

SIŁA TERMOELEKTRYCZNA

UT2

px2 > px1

UT2 < UT1

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZ TERMOELEKTRYCZNY (TYP 2) – CHARAKTERYSTYKA

UT

2.5

7.5

5.0

10

0

[mV]

110-1

10-2

10-3

ARGONPOWIETRZE, AZOT, TLEN WODÓR

CIŚNIENIE px [mbar]Zaczerpnięto z: A. Hałas „TECHNOLOGIA WYSOKIEJ PRÓŻNI” , PWN, Warszawa 1980

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE

Z „GORĄCĄ” KATODĄ

JARZENIOWE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE Z

GORĄCĄ KATODĄ

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – BUDOWA

A A

GŁOWICA

KOLEKTOR ELEKTRONÓW

KOLEKTOR JONÓW

ŻARZONA KATODA

+ -

+ +- -

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A A

ŻARZONA KATODA

+ -

+ +- -

px

Emisja elektronów

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A A

Elektrony kierują się do anody

+ -

+ +- -

px

ANODA

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A A

Jonizacja cząstek gazu

+ -

+ +- -

px

ANODA

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A A

Jonizacja cząstek gazu

+ -

+ +- -

px

ANODA+

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A A

zjonizowane cząsteczki

gazu kierują się do

kolektora + -

+ +- -

px

KOLEKTOR JONÓW+++

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

A AIKe

+ -

+ +- -

px

KOLEKTOR JONÓW

+++

ANODA KOLEKTOR

ELEKTRONÓW

IKj

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

IKe – prąd kolektora elektronów

eKKe III Ike – prąd kolektora elektronówIK – prąd elektronów emitowanych z katodyIe – prąd elektronów gen. w procesach jon.

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

IKj – prąd kolektora jonów

xjKj III IKj – prąd kolektora jonówIj – prąd jonowy (ilość zjon. cząsteczek gazu)Ix – prąd „szumowy”

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

Ilość elektronów generowanych w procesach jonizacji powinna być równa ilości

powstających w tych procesach jonów gazu

je II

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

W typowym zakresie mierzonych ciśnień:

xj II eK II Prąd jonowy jest znacznie

większy od prądu „szumowego”

Prąd elektronów z katody jest znacznie większy od prądu

elektronowego pojawiającego się w procesach jonizacji

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

W rezultacie:

jKj II KKe II Prąd kolektora jonów jest „prawie” równy prądowi

jonowemu

Prąd kolektora elektronów jest „prawie” równy prądowi

elektronów emitowanych z katody

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

+ -+++

KexKj ICpI

Kolektor jonówKolektor elektronów

IKe IKj

px

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

+ -+++

Kolektor jonówKolektor elektronów

IKe IKj

px

KexKj ICpI

Mierzone ciśnienie

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

Ke

Kj

x I

I

pC

1Czułość próżniomierza jonizacyjnego

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z GORĄCĄ KATODĄ

Charakterystyka próżniomierzy:

1. Próżniomierze wymagają skalowania. Dokładne teoretyczne wyznaczenie skali próżniomierza jest niemożliwe.

2. Wskazania próżniomierza zależą od rodzaju gazu (skalowanie najczęściej dla azotu lub powietrza)

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE JARZENIOWE

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJE JARZENIOWE – ZAKRES PRACY

PRÓŻNIOMIERZE MECHNICZNE

10-14

10-13

10-12

10-9

10-11

10-10

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

10110

2

p [mbar]

NISKA PRÓŻNIA

ŚREDNIA PRÓŻNIA

WYSOKA PRÓŻNIA

ULTRAWYSOKA PRÓŻNIA

mbar

37 1010 mbar

110 3

mbar

3101mbar

710

Informacja zaczerpnięta z: LEYBOLD VACUUM PRODUCTS AND REFERENCE BOOK 2001/2002 LEYBOLD VACUUM

GmbH Cologne

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – BUDOWA

GŁOWICAANODA

KOLEKTOR ELEKTRONÓW

KATODA KOLEKTOR

JONÓW

+

-px

A

B

U

R

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – BUDOWA

GŁOWICA

ANODA KOLEKTOR

ELEKTRONÓW

KATODA KOLEKTOR

JONÓW

+

-px

A

B

U

RZWIĘKSZENIE

CZUŁOŚCI GŁOWICY

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

U=2kV

+

-

px

A

B

R

Zainicjowanie wyładowania jarzeniowego

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

U=2kV

+

-

px

A

B

R

Zainicjowanie wyładowania jarzeniowego

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

U=2kV

+

-

px

A

B

R

Jonizacja cząsteczek gazu

+

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

U=2kV

+

-

px

A

B

R

+

„Wychwytywanie” jonów gazu przez katodę

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

U=2kV

+

-

px

A

B

R

+

Przemieszczanie się elektronów do anody

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

W układzie diodowym ilość

elektronów docierających do anody jest równa

ilości jonów bombardujących

obie katody

px

B

KATODA

ANODA+

-

xpI

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

xpCI I – rejestrowany w głowicy prąd (jonowy, elektr.)C – czułość głowicypx – mierzone ciśnienie

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

xpCI I – rejestrowany w głowicy prąd (jonowy, elektr.)C – czułość głowicypx – mierzone ciśnienie

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

xj III Ij – prąd jonowy lub elektronowy

Całkowity prąd rejestrowany w głowicy

Ix – prąd „szumowy”

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

emux III Iu – prąd upływnościowy

Prąd „szumowy”

Iem – prąd emisji polowej

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

Prąd „szumowy”R

ejes

trow

any

w g

łow

icy

prąd

Mierzone ciśnienie

I=Ix

I=Ij+Ix

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JON. Z ZIMNĄ KATODĄ – DZIAŁANIE

Prąd „szumowy”R

ejes

trow

any

w g

łow

icy

prąd

Mierzone ciśnienie

I=Iu+Iem

ZAKRES NISKICH CIŚNIEŃ

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

PRÓŻNIOMIERZE JONIZACYJNE JARZENIOWE

Charakterystyka próżniomierzy:

1. Próżniomierze wymagają skalowania.

2. Wskazania w dużym stopniu zależą od składu gazu (skalowanie najczęściej wykonuje się dla azotu lub powietrza.

3. Mała bezwładność wskazań

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

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

FIZYCZNE PODSTAWY MIKROTECHNOLOGII