Газовыделение и герметизация наноканальной течи
При очень малом полезном потоке газовыделение корпуса, клея и уплотнений становится частью измеряемого сигнала. Рабочий канал может иметь предсказуемую проводимость, но установка не достигнет требуемого фона, если соединение подложки с фланцем выделяет больше газа, чем проходит через сам элемент.
Проблема клеевой сборки
Эпоксидные и вакуумные клеи удобны для прототипа, но содержат летучие компоненты и поглощённые газы. После откачки выделение уменьшается не мгновенно. В сверхвысоком вакууме остаточный поток может ограничивать чувствительность и увеличивать время выхода на рабочий фон.
Стеклофриттовое соединение
В исследовании наноканального узла каналы характерного размера около 162 нм формировались травлением и закрывались прямым соединением кремния. Узел соединяли с CF-фланцем стеклофриттовым способом, чтобы отказаться от Torr-Seal.
Измеренная скорость газовыделения сборки со стеклянной пастой была на порядок ниже, чем у сравниваемого соединения Torr-Seal. Это результат конкретного эксперимента, а не универсальный коэффициент для любого стеклофритта или клея.
Что проверяли после герметизации
- остаточный газ с помощью масс-спектрометра;
- проводимость для гелия, азота и аргона;
- согласование измеренной и расчётной проводимости;
- сохранение молекулярного режима от вакуума до атмосферного давления;
- герметичность соединения с CF-фланцем.
Практические выводы для сборки течи
Материал соединения выбирают вместе с рабочим диапазоном вакуума и температурой обезгаживания. Площадь герметика минимизируют, а готовую сборку проверяют на обходные утечки. После ремонта или повторной герметизации старое значение потока использовать нельзя без контрольного измерения.
При хранении важно защищать не только выход канала, но и соединение подложек. Правила обращения собраны в руководстве по эксплуатации и хранению гелиевой течи.
Источник: Jousten и соавторы, DOI 10.1116/1.5119842.
