圖解真空技術入門

本書特色

　　真空技術早在20世紀初就出現，直到20世紀後半才迅速被廣泛應用。本書從初階的何謂真空、真空中的物理現象、真空的產生一直到真空的量測、真空系統的組成元件、側漏技術、超高真空與潔淨真空、真空工業的發展，每一個單元都詳盡說明。實屬史上第一本針對初次接觸真空技術的讀者做全面性解說的書籍。

　　本書並且是因應當前大眾需要所特別撰寫，內容盡量解說最基本的入門知識，並搭配圖解。因此，即使是非常重要的專業知識也大膽捨棄，相信本書能補足真空技術入門書籍不足的缺憾。讀者可將此書當作學習更專業知識前的跳板，掌握基本概要，將讓您更得心應手。

作者簡介

小宮 宗治　Soji Komiya

　　1948年 東京工業大學附屬工業專門部金屬工業科畢業

　　1959年 就職於日本真空技術株式會社

　　1977年 獲得東京工業大學工學博士學位

　　1979年 被任命為日本真空技術株式會社董事(director)

　　1986年 就職於株式會社Ulvac Cooperate Center董事(director)

　　1990年 就職於株式會社筑波研究聯合中心(consortium) 常務董事(director)

　　1995年 就職於株式會社筑波研究聯合中心(consortium) 專務理事

　　1998年 由株式會社筑波研究聯合中心(consortium) 專務理事退休

　　著作有：《電子管的管史》（□□□社）《實驗物理學講座4「真空技術」》（共立出版）《□□□□□□□□．表面分析的科學》（講談社）《表面處理□材料》（裳華房）以上四書為與他人共著作品。《超高真空□□□□世界》（講談社）《週末八□岳□□□暮□□》（晶文社）《定年後八□岳□□□暮□□》（晶文社）

譯者簡介

羅丞曜

　　日本東京大學畢業。電氣工學博士。現任國立清華大學奈米工程與微系統研究所 助理教授。近期研究興趣為半導體材料、光學微機電系統、印刷式生產技術及軟性電子元件。截至目前為止個人著有十八篇科技論文並擁有六件半導體元件製程國際專利。自2000年起持續從事英文及日文科技圖書及論文的翻譯、校稿及潤稿工作。目前譯有《圖解光與雷射應用》(世茂出版)。

第一章 何謂真空？

1-1 真空的作用
1. 真空到底是什麼？
2. 為什麼需要真空？

1-2 真空技術的基礎(氣體分子的運動)
1. 真空的定義與壓力的單位
2. 氣體分子的密度與壓力
3. 氣體分子的碰撞與平均自由徑
4. 真空容器的尺寸及平均自由徑
5. 碰撞真空容器內壁的氣體分子數量及壓力

1-3 氣體流通的難易程度：傳導性
1. 傳導性的定義
2. 長圓導管的傳導性
3. 開孔的傳導性(分子流)
4. 短圓導管的傳導性(分子流)
5. 彎曲導管的傳導性
6. 串聯及並聯的傳導性及其蒙地卡羅計算

第二章 真空中發生的物理現象

2-1 真空中的蒸發、昇華
1. 水的蒸發，冰的昇華
2. 金屬的蒸發、真空蒸鍍
3. 高分子油的蒸發、真空蒸鍍

2-2 真空與熱
1. 對流與分子熱傳導
2. 真空中的熱輻射
3. 真空及低溫

2-3 吸附及脫離
1. 壁面上的凝縮及物理吸附
2. 滯留時間

2-4 真空中的放電現象
1. 電子
2. 離子與高速中性粒子
3. 電漿與真空
4. 濺鍍

第三章 真空的產生

3-1 從大氣壓下開始排氣的粗抽幫浦
1. 油回轉幫浦
2. 粗抽幫浦的排氣時間

3-2 增強粗抽能力的幫浦

3-3 油擴散幫浦
1. 理想排氣速度及Ho氏係數
2. 排氣機制的原理
3. 實用的油擴散幫浦
4. 油擴散幫浦的崩潰
5. 油擴散幫浦的排氣速度曲線(S-P曲線)

3-4 渦輪分子幫浦
1. 排氣機制的原理
2. 排氣速度
3. 渦輪分子幫浦的壓縮比

3-5 排氣系統的組合
1. 綜合排氣特性
2. 動態高真空排氣系統

第四章 真空的量測

4-1 量測從大氣壓到低真空領域的真空計
1. 水銀壓力計
2. 機械式壓力計
3. 馬克勞真空計

4-2 低真空領域的實用真空計
1. 將微小的變化量轉換成電子訊號並擴張其量測下限的隔膜真空計
2. 利用分子熱傳導的真空計
3. 旋轉轉子真空計1)

4-3 離子化真空計
1. 三極管型熱陰極離子化真空計
2. 貝寧真空計

4-4 真空計的安裝方法

第五章 真空系統的組成零件

5-1 法蘭及襯墊
1. 高真空法蘭
2. 彈性襯墊
3. 金屬襯墊法蘭

5-2真空閥
1. 高真空用L型閥
2. 高真空用閘閥
3. 超高真空用VITON密封閥
4. 超高真空用全金屬製可烘烤密封閥

5-3真空端子
1. 彈性密封電流導入端子
2. 金屬襯墊密封電流導入端子
3. 彈性密封液體導入端子
4. 超高真空用液體導入端子與連接頭
5. 彈性軸心密封回轉導入端子
6. 超高真空用回轉導入端子
7. 超高真空用直線導入端子

第六章 測漏技術

6-1 分辨漏氣及氣體放出的方法

6-2易漏部份

6-3確實地測漏
1. 吊袋法(hood method)
2. 探測法(probe method)

6-4 氦氣測漏儀
1. 氦氣測漏儀與標準漏氣
2. 漏氣檢測的時效常數
3. 找到漏氣來源之後

6-5 藉由質量分析儀來監控真空的品質

第七章 超高真空與潔淨的真空

7-1 高真空及超高真空在質上的差異

7-2產生超高真空
1. 濺鍍離子幫浦及鈦吸附幫浦
2. 機械式冷凝幫浦

7-3量測真空
1. 真空管型離子真空計的軟X光下限
2. 反向思考的B-A閥

7-4 放出氣體的特性
1. 不?鋼的放出氣體特性
2. 烘烤及彈性體
3. 陶瓷
4. 烘烤及放出氣體的減量理論模型

7-5 超高度真空系統下的特殊構成零件
1. 觀察窗口
2. 超高真空系統的潤滑

7-6 到底何謂潔淨的真空？

第八章 真空工業的發展

8-1 真空技術之樹

8-2 先進的成膜加工之例

附錄 I 馬克士威分布法則
1. 壓力
2. 速度分佈
3. 與音速的關係

附錄 II 氣體分子的平均自由徑
1. 氣體分子相碰撞時的平均自由徑
2. 平均自由徑與分子直徑的關係
3. 的真正涵義

附錄 III 碰撞內壁的氣體分子數

索引

前言

　　本書是針對完全不懂真空技術的讀者所撰寫的真空技術入門書籍，對象則是所有操作真空機器的使用者。

　　近年來，真空技術的使用者大量增加，但是這些使用者在入門時會尋找參考書籍來閱讀的人卻少之又少。以前的真空技術叢書都是以真空技術的研究者或是真空裝置製造工廠的技術人員為讀者群而撰寫的專業書籍，因此這些專業書籍通常先以過去研究者得到的研究成果為基礎，就真空技術的各方面作大篇幅的介紹，之後再針對真空技術的專門技術進行詳細的研究說明。

　　近年來，真空技術漸漸普及，甚至可以稱為風潮；隨之而來的則是很多使用者對於上述這些詳細又深奧的專業書籍產生了困惑。如果讀者只想了解真空技術的最基本知識，或想明白真空技術的常識，都不容易找到這方面的書籍。

　　因此，本書是因應當前的需要而撰寫，內容儘量解說最基本的入門知識，即使是非常重要的專業知識也大膽地捨棄。相信本書能夠補足真空技術入門書籍不足的缺憾。

　　讀者可以將此書做為跳板，更進一步深入地學習相關的專業知識。因此在本書最後也列出數本相關著作及專業雜誌，供讀者參考。