التبخير بالتفريغ هو عملية يتم فيها تسخين مادة صلبة في بيئة عالية التفريغ لتتبخر ثم تترسب على ركيزة معينة، مكونة طبقة رقيقة. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في الإلكترونيات الدقيقة لإنشاء مكونات مختلفة مثل الأجهزة النشطة والوصلات البينية المعدنية والمقاومات ذات الأغشية الرقيقة. تقلل بيئة التفريغ من درجة غليان المادة، مما يسهل التبخر بشكل أسرع وأكثر كفاءة.
شرح مفصل:
-
التسخين وإنشاء الفراغ:
-
تبدأ العملية بتسخين المادة الصلبة في دورق. وفي الوقت نفسه، يتم إنشاء فراغ داخل النظام، مما يقلل الضغط الجوي بشكل كبير. هذا الانخفاض في الضغط يقلل من درجة غليان المادة، مما يسمح لها بالتبخر عند درجة حرارة أقل مما كانت عليه في الظروف الجوية العادية.التبخر والتكثيف:
-
عندما تتبخر المادة، يتم سحب الأبخرة إلى أنبوب تجزئة. وهنا تخضع الأبخرة لدورات من التبريد والتكثيف، مما يساعد في زيادة فصل المادة وتكريرها. ثم يتم إعادة تدفق الأبخرة المكثفة مرة أخرى إلى النظام للحصول على درجة نقاء أعلى أو يتم تجميعها في جهاز استقبال.
-
الكفاءة واستخدام الطاقة:
- يعتبر استخدام التبخير بالتفريغ فعال بشكل خاص لأنه يتطلب طاقة أقل لتسخين المادة إلى درجة غليانها المنخفضة. وهذا لا يسرع العملية فحسب، بل يقلل أيضًا من الاستهلاك الكلي للطاقة، مما يجعلها طريقة فعالة من حيث التكلفة لتركيز المواد وترسيب الأغشية الرقيقة.مكونات مبخر التفريغ:
- يتكون المبخر التفريغي النموذجي من عدة مكونات رئيسية:
- حمام ساخن: حمام ماء أو زيت يقوم بتسخين المادة في القارورة الدوارة بشكل غير مباشر.
- نظام تفريغ الهواء: يمكن أن يتراوح ذلك من شفاط ماء بسيط إلى مضخة تفريغ ميكانيكية معقدة، اعتمادًا على متطلبات العملية.
- المكثف: يستخدم لتبريد وتكثيف الأبخرة، ويمكن أن يختلف في التعقيد بناءً على الاحتياجات المحددة لعملية التبخير.
دورق تجميع المكثفات:
يقع في الجزء السفلي من المكثف، ويجمع المذيب المكثف.
