Введение
На протяжении более 14 лет компания PI miCos работает в сфере разработки и производства систем нано- и микропозиционирования для крио- (от -196 °С) и вакуумных (от 10-3 мбар до 10-11 мбар (0.1 Па до 10-9 Па)) приложений.
Для определённости с уровнем вакуума необходимо проанализировать область применения. К примеру, уровень вакуума имеет различные значения при нанесении покрытия на оптику, эпитаксии или исследовании кристаллической структуры вещества. Во многих случаях важен не только общий уровень вакуума, а парциальное давление углеводородов.
При использовании неверных смазочных материалов привода, материала корпуса и т.п. существует вероятность загрязнения поверхностей. В особенности при воздействии лазерного излучения на углеводороды последние могут разделяться на фрагменты и оседать на оптике, что может привести к нежелательным последствиям. Таким образом, разработка вакуумных позиционеров во многом сводится к выбору соответствующих материалов.
Классификация степени вакуума
|
Степень вакуума
|
Аббревиатура
|
Диапазон рабочих температур, °C
|
Температура отжига, °C
|
Давление*, мбар
|
|
Низкий вакуум
|
FV
|
-20 °C…150
|
50
|
1 – 1*10-3
|
|
Высокий вакуум
|
HV
|
-20 °C…210
|
80
|
1*10-3 - 1*10-7
|
|
Сверхвысокий вакуум
|
UHV
|
-20 °C…210
|
125...235
|
1*10-7 - 1*10-9
|
|
Сверхвысокий вакуум без использования смазочных материалов
|
UHV-G
|
-20 °C…210
|
125...235
|
1*10-7 - 1*10-9
|
|
Сверхвысокий вакуум при низких температурах
|
UHV-C
|
-196…40
|
125...235
|
>10-9
|
|
Экстремальный вакуум
|
E-UHV
|
-20 °C…210
|
Нет данных
|
1*10-9 - 1*10-11
|
*В соответствии с DIN28400-1:1900-5
Особенности вакуумных позиционеров PI miCos
Смазочные материалы присутствуют во всех вакуумных позиционерах кроме серии UHV-G. Возможность изготовления позиционеров класса UHV-G существует не для всех моделей. Большая часть вакуумных платформ может быть оборудована линейными (угловыми) энкодерами.
Когда позиционер планируется использовать в условиях вакуума, необходимо обратить внимание на следующее:
- Рекомендуется устанавливать низкую скорость перемещения, максимальная скорость двигателя: 10 об/сек, в случае отсутствия смазки – 2 об/сек.
- Среднее время работы на отказ у вакуумных версий позиционеров как правило ниже, чем у атмосферных версий
- Заранее должно быть оговорено встраивание вакуумно-совместимых кабелей в позиционер, переходники для стенок вакуумных камер и т.п. По умолчанию PI miCos отгружает позиционеры с атмосферными кабелями
Электронные компоненты, такие как контроллеры, усилители, и т.п. не предназначены для использования в вакууме. Таким образом, управляющая электроника должна быть расположена за границами вакуумной камеры.
Комплектующие
Общие сведения
Вместе с вакуумными позиционерами существует возможность поставки вакуумных проходных разъёмов (гермопроходников), обжимных фланцев. Разъём, который присоединяется к внутренней части вакуумной камеры, может иметь керамический корпус для сверхвысокого вакуума или корпус из специального высокотемпературного полимера для высокого вакуума.
По запросу, существует возможность поставки собранной конструкции из кабелей, разъёмов и гермопроходника, которая будет монтироваться в стенку вакуумной камеры.
Рис.1 Схема крепежа атмосферного и вакуумного кабелей к гермопроходнику
Вакуумно-совместимые разъёмы и кабели:
- Каптоновый кабель………………………….UHV/HV
- Керамический разъём*…………………………UHV
- Разъём* из полимерного материала………........HV
- Контакты из золота……………………………..UHV
- Контакты из стали…………………………….....HV
*= бесштыревой
Гермопроходники:
Вакуумный фланец типа:
- CF…………………..стандарт
- KF…………………..по запросу
- ISO-K………………по запросу
Доступные типы атмосферных разъёмов и кабелей:
- Стандартный бесштыревой разъём
- Разъём в металлическом корпусе
- Разъём в корпусе из материала по запросу
- Стандартный кабель
Информация по разъёмам
Краткая спецификация
- Тип материала для UHV: стеклокерамика
- Тип материала для HV: стекло, заполненное полимером
- Разъёмы имеют сертификат RoHS
- Тип разъёма – бесштыревой
- Максимальная температура обжига 250 °С
- Максимальная рабочая температура 250 °С
- Минимальная рабочая температура -320 °С
- Максимальный уровень вакуума до 10-12 мбар
- Максимальный номинальный ток на контакт 1 А
Рис.2 Внешний вид разъёма в керамическом корпусе для сверхвысокого вакуума
Информация для заказа стандартного вакуумного разъёма
- Тип №1 – разъём для HV, 9 контактов, бесштыревой, материал обжима контактов – сталь
- Тип №2 – разъём для UHV, 9 контактов, бесштыревой, материал обжима контактов – золото
- Тип №3 – разъём для HV, 15 контактов, бесштыревой, материал обжима контактов – сталь
- Тип №4 – разъём для UHV, 15 контактов, бесштыревой, материал обжима контактов – золото
- Опция 1: разъём для HV, материал обжима контактов – золото
- Опция 2: корпус для 9/15 контактного разъёма из никелированного цинка
Информация по гермопроходникам
Краткая спецификация
- Тип материала – стеклокерамика
- Гермопроход имеет сертификат RoHS
- Тип разъёма – штыревой
- Максимальная температура обжига 250 °С
- Максимальная рабочая температура 250 °С
- Минимальная рабочая температура -320 °С
- Максимальный уровень вакуума до 10-12 мбар
- Максимальный номинальный ток на контакт 1 А
Информация для заказа стандартного гермопроходника
- Тип №1 - 9-ти контактный разъём, встроенный в вакуумный фланец c внутренним диаметром 40 мм
- Тип №2 - 15-ти контактный разъём, встроенный в вакуумный фланец c внутренним диаметром 40 мм
- Тип №3 - Два 9-ти контактных разъёма, встроенных в вакуумный фланец c внутренним диаметром 63 мм
- Тип №4 - Два 15-ти контактных разъёма, встроенных в вакуумный фланец c внутренним диаметром 63 мм
- Тип №5 - Четыре 15-ти контактных разъёма, встроенных в вакуумный фланец c внутренним диаметром 100 мм
- Тип №6 - Пять 9-ти контактных разъёма, встроенных в вакуумный фланец c внутренним диаметром 100 мм
Рис.3 Внешний вид 15-ти контактного разъёма, встроенного в вакуумный фланец с внутренним диаметром 40 мм
