고진공 게이트 밸브: 정의 및 저진공과 구별되는 한 가지 차이점

고진공 게이트 밸브 선택: 수만 달러의 비용이 드는 "보이지 않는 라인"은 어디에 있습니까?

진공 밸브를 선택할 때 이런 상황에 직면한 적이 있습니까? 공급업체가 가슴을 두드리며 "이 밸브는 누출이 전혀 없습니다-"라고 말하지만 설치 후에도 시스템 압력이 내려가지 않습니까? 또는 밸브가 밀봉되어 있지만 두 달이 지나면 달라붙기 시작하여 분해해 보면 밀봉이 변형된 것을 볼 수 있습니다.

 

문제가 어디에 있나요? 밸브가 파손된 것은 아닙니다. 그것은 잘못된 장소에서 사용했기 때문입니다.-저진공 밸브를 고진공 시스템에 밀어넣었습니다.

이 기사에서는 두 가지 사항을 다룹니다. 첫째,고진공 게이트 밸브실제로 사용됩니다. 둘째, 고진공과 저진공 사이의 보이지 않는 구분선을 넘으면 수만 달러의 비용이 발생할 수 있습니다.

 

요약
이 기사를 읽고 나면 다음 두 가지 질문에 대한 답을 얻게 될 것입니다.

실제 고진공 게이트 밸브가 어떻게 대기압을 견디고 누출이 없는지 보장합니다.

압력이 1 Torr에서 10⁻⁷ Torr로 떨어지면 밸브의 밀봉 재료, 구동 메커니즘 및 표면 마감이 실제로 어떻게 변합니까?

 

사용자 피드백
*"우리는 PVD 장비의 격리를 위해 특정 브랜드의 일반 진공 밸브를 사용했지만 코팅 필름이 항상 흐릿하게 나왔습니다. COVALVE의 고진공 게이트 밸브로 전환한 후 동일한 공정 매개변수를 사용하여 누출율이 10⁻7에서 10⁻1⁰ mbar·l/s로 직접 떨어졌습니다. 문제는 밀봉재였습니다."*
- Li Gong, Suzhou 진공 코팅 장비 공장 공정 엔지니어

 

1. 고진공 게이트 밸브란?
먼저 기본 개념을 명확히 합시다. 게이트 밸브의 특징은 밸브 디스크가 수직으로 움직이는 것입니다. 밸브가 완전히 열리면 매체가 흐름 저항 없이 직선으로 통과합니다. 수축으로 인해 펌핑 속도가 느려지기 때문에 이는 진공 시스템에서 매우 중요합니다.

그러나 진공 밸브와 일반 산업용 밸브 사이에는 근본적인 차이점이 있습니다. 일반 밸브는 "매체를 차단할 수 있습니까?"에 관심이 있는 반면, 진공 밸브는 "대기를 차단할 수 있습니까?"에 관심이 있습니다.

 

대기압에서는 직경이 1미크론에 불과한 누출 구멍을 통해 초당 충분한 가스 분자가 진공 챔버로 누출되어 10리터 챔버의 압력을 10⁻⁹ mbar에서 10⁻⁶ mbar로 높일 수 있습니다. 따라서 적격한 고진공 게이트 밸브는 다음을 달성해야 합니다.

• 밸브 스템용 동적 씰:일반 밸브에 사용되는 스터핑 박스 패킹이 아닌 벨로우즈 밀봉 설계를 사용해야 합니다.
• 개방 시 최대 컨덕턴스:밸브 디스크가 유로 안으로 들어가서는 안 됩니다. 완전한 보어 설계가 필요합니다.
• 닫혔을 때 누출율이 매우 낮음:공장 누출율은 1×10⁻⁹ mbar·l/s 미만이어야 합니다.

 

2. 고진공과 저진공: 실제 차이점은 무엇입니까?
이 글의 핵심 부분입니다. 압력 범위에 따라 살펴보겠습니다.

• 낮은 진공:760 ~ 1 Torr (대략 대기압 ~ 130 Pa)
• 중간 진공:1 ~ 10⁻³토르
• 고진공:10⁻³ ~ 10⁻⁻토르
• 초-고진공(UHV):< 10⁻⁻ 토르

 

시스템 압력이 10⁻⁴ Torr 미만 범위에 들어가면 밸브는 네 가지 중요한 변화를 거쳐야 합니다.

(1) 실링재 변경
저진공 밸브에는 일반 NBR(니트릴 고무) 또는 FKM(불소 탄성중합체)을 사용할 수 있습니다. 그러나 고진공, 특히 10⁻⁶ Torr 미만에서는 고무 자체의 가스 방출 속도가 오염원이 됩니다.-배출하는 가스는 고무가 자체적으로 방출하는 가스보다 적습니다.

따라서 진정한 고진공 게이트 밸브는 씰에 FKM(Viton)을 사용해야 하며, 재료 내부에 흡착된 수분을 제거하기 위해 진공 베이킹 처리를 거쳐야 합니다. UHV 애플리케이션의 경우 무산소 구리 개스킷과 같은 전체-금속 씰로 교체해야 합니다. 칼날 불꽃에 협력하세요.

 

(2) 누설률 요구 사항은 3배 정도 다릅니다.

저진공 밸브의 허용 누출률: 1×10⁻⁶ mbar·l/s

고진공 밸브의 허용 누설률: 1×10⁻⁹ mbar·l/s 이하

UHV 밸브의 허용 누출률: 1×10⁻¹⁰ mbar·l/s 이하

이 차이는 "나사를 더 세게 조이는 것"으로는 얻을 수 없습니다. 이는 밸브 디스크의 고정밀-랩 밀봉 표면과 결합된 금속 벨로우즈에 의존해야 합니다.

 

(3) 구동 메커니즘이 다름
저진공 밸브는 직접 작동하는-솔레노이드를 사용할 수 있습니다.-가격은 저렴하지만 작동이 까다롭습니다. 고진공 밸브는 입자 생성을 고려해야 합니다.{3}}디스크 이동 중 마찰로 생성된 입자가 공정 챔버에 떨어지면 반도체 또는 코팅 응용 분야에 치명적일 수 있습니다.

따라서 고급-모델은 스카치-요크 메커니즘이나 볼-및-그루브 잠금 장치와 같은 마찰이 없는-구동 메커니즘을 사용합니다. 밸브 디스크를 먼저 배치한 다음 씰링 표면에 수직으로 압축하여 공정 전반에 걸쳐 긁힘이 발생하지 않도록 합니다.

 

(4) 표면 마감이 다름
저진공 밸브 본체의 경우 내부 표면을 Ra 1.6으로 연마하면 충분합니다. 그러나 고진공 게이트 밸브, 특히 반도체 장비에 사용되는 게이트 밸브의 경우 내부 표면을 전해연마하여 표면 거칠기를 Ra 0.4 이하로 줄여야 합니다.

왜? 거친 표면은 수증기와 탄화수소를 흡수하여 눈에 보이지 않는 가스 방출 원인이 되기 때문입니다.

 

3. 선택 시 공급업체에 물어봐야 할 세 가지 질문
고진공 게이트 밸브를 구매하려는 경우 다음 세 가지 질문을 하면 함정의 80%를 피하는 데 도움이 됩니다.

• 첫 번째 질문: 누출율 보고서를 볼 수 있습니까?

평판이 좋은 제조업체에서는 모든 밸브에 대한 헬륨 누출 테스트 보고서를 제공합니다.-데이터를 통해 알 수 있습니다.

• 두 번째 질문: 씰 재질이 FKM인가요, FFKM인가요?

FKM이면 충분합니다. FFKM은 부식에 더 강하지만{0}}비용이 2~3배 더 비쌉니다. 선택은 프로세스 미디어에 따라 다릅니다.

 

세 번째 질문: 공장을 떠나기 전에 진공 구운 것인가요?
밸브가 구워지지 않은 경우 안정성을 확보하려면 설치 후 이틀 동안 시스템을 굽고 펌핑해야 합니다.

 

4. 설치 중 중요한 세부 사항
고진공 게이트 밸브를 설치할 때 많은 사람들이 맨손으로 플랜지 표면이나 밸브 디스크를 만지는 습관이 있습니다.-이는 주요 금기 사항입니다. 손에 묻은 기름과 땀은 진공 상태에서 천천히 휘발되어 시스템을 오염시킵니다.

 

올바른 절차: 비분말형 장갑을 착용하고 알코올이나 아세톤에 적신 보푸라기가 없는 천으로 밀봉 표면과 O{1}}링 홈을 청소하고 설치하기 전에 섬유 잔여물이 남아 있지 않은지 확인합니다. 볼트는 몸체 변형을 방지하기 위해 단계적으로 대각선으로 조여야 합니다.

 

결론
고진공 게이트 밸브를 선택할 때 보어 크기와 플랜지 유형만 보지 마십시오. 밀봉재, 누출률, 표면 마감 및 구동 메커니즘-이 네 가지 요소는 각각 시스템이 실제로 필요한 진공 수준에 도달할 수 있는지 여부를 결정합니다.

선정 과정에서 어떤 어려움을 겪었나요? 댓글로 자유롭게 공유해 주세요.