在不同的真空镀膜应用中，真空机组有不同的配置，以及不同的抽气工艺。例如大型蒸发镀膜设备通常配置有效抽速达上万升的油扩散泵抽气机组，强劲的抽速可使系统在10—15分钟内压力低于5 x10-2 Pa,以满足蒸发沉积的物理条件。此处所突出的是尽量高的效率。当然，如果在过短的时间内达到沉积压力，工件表面吸附的气体不能有效释放，也达不到理想的沉积效果。而对于磁控溅射镀膜设备，一般配置的为油扩散泵高真空机组或涡轮分子泵高真空机组，但机组并非需要在较短的时间达到较高的真空，此处强调的是在一个合理的时间内能使真空室内壁及工件比较彻底的除气，从而在后续的较长时间的沉积过程中，把活性气体对膜层的不利影响控制在所允许的程度，否则不能保证膜层的质量。虽然配置了高真空泵，但对沉积而言苯胺类化合物极限真空度并不是最重要的，进入高真空也仅仅是有利于放气。众所周知，典型的磁控溅射沉积压力并不在高真空范围。在有机薄膜基材上连续蒸发沉积金属或介质膜是真空镀膜的又一重要的产业化应用。对于大型连续卷绕蒸发镀膜设备，其真空机组的配置及抽气工艺与上述的镀膜应用设备又有不同。由于基材即有机薄膜数量大，故放气量大；又因为薄膜卷绕在一起，不易放气，仅是在卷绕的过程中不断地放气。因此先除气再蒸镀的方法显然不行，只能边除气边蒸镀。如此，所配置的真空机组必须非常强大方能保证蒸镀所需的临 界压力。由于气体主要是有机基材放出，如把基材的卷绕部分与蒸发镀膜部分分开为两个独立的室体，让气体集中在卷绕室放出并被抽除，而镀膜室由于放气量小，更易获得蒸发镀膜所必须的高真空，从而保证镀膜的质量。所以对于连续卷绕蒸发镀膜而言，双室结构是最为合理的。而所谓双室，是两室之间的泄漏或流导必须得到严格的控制。
此处提及的双室结构并非什么高明的设想，早年由德国莱宝光学引进的连续卷绕蒸发镀膜设备就是双室结构，而随后国内仿造的类似设备也是按双室设计的，只是前者可能是严格意义上的双室，而后者普遍达不到双室隔离的要求，仅能算是效果不佳的差分抽气系统。在实际的工作中，两室的工作压强非常接近。就双室的功能而言，镀膜室的压力应越低越好，可以提高膜层质量，但也应适可而止，否则镀膜室机组配置会过于臃肿。反之，除气室的压力应越高越好，这样，在除气量一定的情况下，机组的配置可以尽量减小，但也存在一个适可而止的问题。如果压力过高，则对双室之间的流导限制要求更严，否则泄漏的气体又要明显地影响镀膜室的压力。在隔离合适时，两室的压力起码要相差一个数量级以上。关于卷绕室提高除气压力的道理亦可通过一个并非十分确切的例子来说明。比如有一口5米深的水井，出水量为每分钟一桶，若要连续不断地将井中的水取出可有两种办法。一是以较快的速率将井内的水全取出，然后在随后的每分钟内，由井底将渗出的一桶
水取至井外；另一种办法是等到水位接近井口（假定含水层压力可以达到此水头），然后每分钟内，由井口取出一捅水。显然后一种办法要轻松得多，然而效果都一样。可以从以上的举例中，笼统地悟出卷绕室除气的原理。因此，对于严格意义上的双室卷绕镀膜机两室配置的真空机组是不同的，显然镀膜室应配置高真空机组，而卷绕室（即除气室）应配置中真空机组。引进的莱宝光学卷绕真空镀膜设备即是如此，分别配置的是油扩散泵为主泵的高真空机组和罗茨泵为主泵的中真空机组。然而国内仿制的同类设备，除镀膜室皆配置油扩散泵高真空机组外，卷绕室配置的真空机组除罗茨真空机组外，还有油增压泵—罗茨真空机组，甚至配置与镀膜室一样的油扩散泵高真空机组。至所以如此，皆是因为双室之间的隔离满足不了要求，所以尽量提高卷绕室的真空度以降低两室之间的压差，减少泄漏。更有甚者，干脆增大双室之间的通导，卷绕室亦配置高真空机组，而使形式上的双室结构变为实质上的单室结构。即使如此，亦达不到理想的沉积压力。其直接后果是，既影响了沉积膜层质量，又增加了真空机组的能耗。受传统泵种的限制，连续卷绕镀膜设备的真空机组的能耗是很高的，再加上双室的隔离不到位，机组的能耗进一步增加，且同时沉积质量下降。这便是目前国内卷绕镀膜行业所面对的事实。从某一典型的卷绕镀膜机的真空机组配置便能说明。卷绕室机组：Z630油增压泵+ZJ1200罗茨泵+2x2H150滑阀泵；镀
膜室机组：KT-800油扩散泵+ZJ1200罗茨泵+2x2H150滑阀泵。真空机组总能耗达115KW。并且，近几年来，大多数这类设备都配置低温冷凝器（或称水汽泵），由于工作压强偏高，该泵容易饱和而失去捕集水蒸汽的作用,因此往往效果不佳却要多耗费十几千瓦的功率。其实该措施只有在把蒸发压力降低后用于镀膜室才能取得最佳效果，可以使蒸发压强再降低一个数量级。面对如此高的能耗，在当前强调节能减排、发展低碳经济的严峻形势下，如何大幅降低卷绕镀膜的能耗、提升镀膜质量己是刻不容缓的问题。下面针对将分子增压泵用于连续卷绕镀膜设备真空机组的方案的可行性作一浅略的分析。
在介绍分子增压泵于一些相关领域的应用时，都一再强调该泵超强的中高真空抽气能力。目前200口径的分子增压泵在10Pa压力时抽速接近500升/秒(中科院近代所测试),进一步改进后,有望在10Pa压力下达到满抽速(1000升/秒).在如此宽的压力范围都能保持强劲的抽速,使分子增压泵可以同时作为卷绕镀膜机双室主泵的最佳选择.具体的配置根据两室不同的放气量和工作压力而有所不同.毫无疑问该配置及相应的抽气方案的先决条件是必须把双室间的隔离控制在一定的要求内,而其具体的定量要求则需根据假定的技术条件通过计算确定.
图 1
图1为卷绕镀膜机的简图。1室为卷绕室，2室为镀膜室 。P1、P2分别为两室的压力，S1、S2分别为两室的抽速,Q1、Q2分别为两室的放气量。设两室之间的流导为U,从卷绕室向镀膜室泄漏的气体量为Q0,而双室的总放气量用Q表示,两室的放气量之比为n。根据以上的假定，可以得到如下5个方程：
本振泄露
便携式洒弹器图 2
Q1+Q2=Q (1)
Q1/Q2=n (2)
P1=(Q1-Q0)/S1 (3)
P2=(Q2+Q0)/S2 (4)
Q0=U(P1-P2) (5)
由以上5个方程可以导出下列关于P1、P2的方程组:
(S1+U+nU)P1-(nS2+U+nU)P2=0电容式触摸开关
S1P1+S2P2=Q
并解出其结果为
P1=[nS2+(1+n)U]Q/[(1+n)(S1S2+S1U+S2U)]
P2=[S1+(1+n)U]Q/[(1+n)(S1S2+S1U+S2U)]
上述结论中,Q、U、n由技术条件确定,其中Q可通过测试确定;U决定于隔离效果;而n决定于总放气量在两室的分配。关于真空机组的配置，参考目前市埸流行设备真空机组的配置，两室共采用10台MB-200D型分子增压泵（每台有效抽速1000l/s）。由于该泵泵口可以全方位安装,并由泵的性能可省去高阀,故能大大提高抽气效率。至于泵在两室间的分配，原则上镀膜室抽速配置要强，可以提高真空度，有利于膜层沉积。但若卷绕室抽速偏小，则压力过高，在一定的隔离条件下泄漏增大，则又将影响镀膜室的真空度。因此泵于两室间的分配也存在一个优选的问题。保持泵的总数不变，在两室间作不同的分配时，考查两室的压力。方程计算的结果由表1给出。其中，总放气量Q取1000Pa.l/s;两室间的流导U取100l/s;
并假定卷绕室放气量占总放气量的95%,即n取19。
由表中可以看出,随着镀膜室泵的抽速增加,真空度增高,而随后真空度又开始降低,因而可视为S1=2000l/s;S2=8000l/s即最佳配置，这与物理上的分析一致。
根据表1的结果，如泵总数为10台，则卷绕室配置2台，镀膜室配置8台是一个合理的选择。在此前提下，对总放气量分别取1000Pa.l/s、1500Pa.l/s、2000Pa.l/s;对泄漏流导分别取100l/s、500l/s、1000l/s;对卷绕室放气量占总放气量比例分别取95%、90% 、85%、（对应的n分别为19、9、5.7、）等各种情况计算分析。其结果如表2所示。
纵观表2的结果，如以5x10-2Pa为镀膜室临界压力，则可以有以下几点结论。其一，在所有有关因素中，两室间的泄漏流导是最重要的，如果控制在100l/s以下,则在所讨论的各种条件下,镀膜室的压力几乎皆满足沉积条件 。其二，如果总放气量在1000Pa.l/s以下,则在其它所涉及的条件下,镀膜室压力均符合要求 。其三，如果卷绕室放气量能占总放气量90%以上，则镀膜室压力在绝大部分条件下均能达标。而以上三条中最具积极意义的应为第一条，因为它可以通过主观能动而实现，而其它因素多受客观条件限制，但实际情况与本文假设范围不会有太大出入。
下面着重讨论一下两室隔离效果与两室间流导的关系，亦即P1/P2与U的关系。由上述计算结果，有
P1/P2=[nS2+(1+n)U]/[S1+(1+n)U]
即两室压差与总放气量无关。
当 U>>S2 (S1=2000 l/s;S2=8000l/s)
则 P1/P2=(1+n)U/[(1+n)U]=1 即双室可视为单室,无压差 。
当 U=S2 同时有 (1+n)U>>S1
则 P1/P2=[nS2+(1+n)U]/[(1+n)U]=2 (此处n=19,可认为n=1+n)
当 U=S2/2 同样 (1+n)U>>S1
则 P1/P2=3
当 U=S2/4 同样 (1+n)U>>S1
则 P1/P2=5
特别地,当 S2>>U 同时(1+n)U>>S1 (此时 U=500-1000 l/s)
则P1/P2=nS2/[(1+n)U]=S2/U (此处可认为 n=1+n)
上式具有特别重要的意义,即双室间的隔离效果能使流导控制在500l/s至1000l/s时,流导减小一倍可以等同镀膜室抽速增大一倍的效果。
当 (1+n)U<<S1 (比如 U=20l/s)
则 P1/P2=nS2/S1=80 这相当于两室完全独立时的物理结果,此时可称为绝对隔离,当然,这是不可能做到的。
另外
当 U=100 l/s
则 P1/P2=nS2/2S1=40
当 U=300 l/s
则 P1/P2=nS2/4S1=20
当 U=700 l/s
则P1/P2=nS2/8S1=10 所以在该抽气机组配置下,两室压差要达到一个数量级,则双室的隔离流导不得大于700 l/s 。
根据以上的讨论可知隔离在双室镀膜设备中的重要，然而两室的压差并非是追求的终极目标，最大限度地降低镀膜室的压力、改善沉积条件才是最根本的。当双室间的流导碍于技术条件无法继续减小时，还可通过增大S1、降低P1,从而进一步降低P2 。
康复辅助器具技术由于 P1=[nS2+(1+n)U]Q/[(1+n)(S1S2+S1U+S2U)]
当 U适当小时
P1=nS2Q/[(1+n)S1S2]=Q/S1 (此处认为n=1+n)
由上式可知,如果S1增大一倍,则P1将减小一倍,如同样的抽速加到镀膜室是绝对达不到如此的效果 。
此处需要强调的是，两室间的隔离尽管非常重要，但并不需要什么高科技手段，只要严格按照一定的物理模型去做，是可以达到理想的效果的。关键在于薄膜进入镀膜室和离开镀膜室的狭缝部位。如果就是一条简单的缝，则对幅宽1 m的薄膜,即使缝宽仅为1mm,两条缝的泄漏流导就要超过200l/s。但若按图2所示，把窄缝沿着薄膜的曲率伸展成一狭长的通道，则会大大增强隔离的效果。如通道能有10 cm长,当缝宽为5mm时,该流导模型的传输几率小于0.1,从而使其流导小于100l/s 。而且可以把狭缝做成可沿水平方向移动，当按放卷绕薄膜时向两侧移开，装好之后再回复到应该的位置。
上述便是一种全新的卷绕镀膜设备真空机组的构思和分析，虽存在若干不确定因素有待实践检验，但前景乐观。全套真空机组：10xMB-200D分子增压泵+2X30旋片泵+2X15旋片泵,总能耗不到10kW。如考虑到缩短前级泵预抽时间，可增加1-2台2X70旋片泵预抽，但每周期仅需工作数分钟，其能耗完全可以忽略。因此，该项目的节能效果是应该能获得业内人士瞩目的。
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