原理

デジタル真空センサは物理効果と電子技術の融合により、真空環境中の圧力変化を測定可能な電気信号に変換し、最終的にデジタル形式で真空度値を表示する。その核心原理は2つの種類に分けることができる：

ピエゾ抵抗式：半導体材料のピエゾ抵抗効果を利用して、真空環境中のガス分子がシリコン膜などのピエゾ素子に衝突する時、膜の変形は抵抗変化をもたらし、ホイートストンブリッジを経て電気信号に変換し、更にスマートチップを通じて非線形補正と温度補償を行い、線形標準信号を出力する。例えば、あるタイプのセンサーは0.1-10エルビウムPaの範囲内で、分解能は0.1 Paに達し、ウエハ表面のミクロンレベルの歪みを捉えることができる。

容量式：シリコン膜片は敏感素子として、大気圧の下で上向きに膨張し、膨張の程度は真空度の変化に従って変化し、容量両極板の間隔の変化をもたらし、容量値はそれに伴って変化する。測定回路により容量値を電圧または周波数信号に変換し、真空度を推定する。例えば、ある型番のセンサーは10³-10³Paの範囲内で、分解能は2.0 Paに達し、めっき膜の厚さの均一性<1%を確保することができる。

タイプの選択

タイプを選択するには、次の要素を総合的に考慮する必要があります。

レンジと精度：応用シーンに応じて適切なレンジを選択し、例えば低真空（1000 Pa-10 Pa）は熱伝導式を選択でき、中真空（10 Pa-10³Pa）は圧力抵抗式に適し、高真空（10³Pa-10³Pa）は容量式または磁気浮上式が必要である。半導体製造のような精度が要求されるシーンでは、誤差が1%未満のセンサを選択する必要があります。

環境適応性：環境温度の変化が大きい場合、温度補償機能付きモデルを選択する必要がある、酸アルカリガスが存在する場合は、耐食性材料を選択する必要があります。

応答時間と安定性：動的圧力監視シーンは応答速度の速い（ミリ秒級など）センサを選択する必要がある、長期安定性の要求が高いシーンでは、ドリフトに強いモデルを選択する必要があります。

アプリ

デジタル真空センサは多くの分野で広く応用されている：

半導体製造：真空チャンバ内の圧力変化をリアルタイムで監視し、フォトリソグラフィー、エッチングなどのプロセス精度を確保する。

真空めっき：真空度を正確に制御し、めっき層にピンホールや割れが発生しないようにする。

真空冶金：鋼液炉外の真空脱気と精製過程を監視し、プロセスパラメータを最適化する。

科学研究実験：高真空環境下のガス吸着/脱着過程を監視測定し、新材料の研究開発にデータサポートを提供する。