Vakuum-Pendelventile

Hochvakuum-Pendel-Isolationsventile wurden für industrielle Prozesse wie Sputtern, Verdampfung, chemische Gasphasenabscheidung (CVD – Chemical Vapor Deposition) und Ätzen entwickelt. Sie eignen sich für ätzende, harte und partikelempfindliche Prozessumgebungen und finden breite Anwendung in Anlagen für Abscheidung, Ätzen, Beschichtung und Vakuumverfahren. Somit sind sie ideal für Anwendungen wie die Halbleiter- und Display-Fertigung.

VAT bietet verschiedene Arten von Vakuum-Pendelventilen an, darunter Hochvakuum(HV)-Pendel-Isolationsventile wie die Serien 16.2 und 16.8. Diese Ventile unterscheiden sich in Grösse, Leitwert und Druckstufen, um unterschiedlichen Vakuumbedingungen und -verfahren gerecht zu werden, darunter Evaporator- und Sputter-Anwendungen. Die Serie 16.2 basiert auf einem Schiebermechanismus mit einem einfachwirkenden pneumatischen (NC) Antrieb oder mit einem pneumatischen 3-Stellungs-Antrieb, während die Serie 16.8 über einen VATLOCK-Mechanismus verfügt.

Bei der Auswahl eines Vakuum-Pendelventils ist es wichtig, den Betriebsdruckbereich, die Ventilgrösse und die jeweilige Anwendung zu berücksichtigen, z. B. ob das Ventil zur Absperrung benötigt wird. Weitere wichtige Faktoren sind das Ventilmaterial, die Antriebsart sowie die Frage, ob es harsche Prozessbedingungen wie hohen Temperaturen oder ätzenden, korrosiven Umgebungen standhalten kann.

Ein Pendelventil dient primär der Absperrung und wird pneumatisch betätigt. Ein Pendel-Regelventil verfügt zusätzlich über einen elektrischen Antrieb zur präzisen Positionierung des Ventiltellers bzw. Schiebers. Dadurch kann es den Leitwert gezielt verändern und so den Druck bzw. Gasdurchfluss im Vakuumsystem regeln. Während das Pendelventil vor allem zum Öffnen und Schliessen eingesetzt wird, ermöglicht das Pendel-Regelventil eine kontinuierliche und präzise Prozessdruckregelung

Die Vakuum-Pendelventile von VAT zeichnen sich durch ihre kompakte Bauweise, reibungslosen Betrieb und präzise Steuerungsmöglichkeiten aus.

Sie sind bekannt für folgende Vorteile:

• sehr geringe Partikelbildung dank sanfter, vibrationsarmer Bewegung
• hohe Zuverlässigkeit und lange Wartungsintervalle
• geteiltes Gehäusedesign für eine einfache Wartung vor Ort
• schlankes Profil, das die direkte Montage an eine Prozesskammer erlaubt

Sie sind für Hochleistungsanwendungen wie die Halbleiterfertigung und Displaysysteme unter anspruchsvollen Prozessbedingungen optimiert.

Ein Pendel-Regelventil funktioniert, indem ein kreisförmiger Ventilteller in den Gasströmungsweg zwischen Vakuumkammer und Pumpsystem hinein- oder daraus herausgeschwenkt wird. Der Ventilteller schwenkt dabei um eine Achse, die ausserhalb des Gasstroms liegt.

Die Ventilstellung wird über einen Antrieb und eine Regeleinrichtung gesteuert, die Rückmeldesignale von Drucksensoren erhält. Auf Basis des gemessenen Drucks passt die Regeleinrichtung die Position des Ventiltellers an, um den Leitwert des Ventils zu regulieren. Diese kontinuierliche Anpassung ermöglicht eine stabile Druckregelung innerhalb der Vakuumkammer.

Pendel-Regelventile dienen zur präzisen Druckregelung in Vakuumverfahren, bei denen stabile Betriebsbedingungen unerlässlich sind. Zu den typischen Anwendungen gehören:

• Verfahren der Halbleiterfertigung wie Ätzen und Abscheidung
• Aufbringen von Dünnschichten und Oberflächenbehandlung
• Fertigung von Displays
• Produktion von Solarzellen
• Vakuumsysteme für Forschung und Labor

Diese Ventile tragen dazu bei, den für reproduzierbare und hochwertige Prozessergebnisse erforderlichen Druck präzise einzuhalten.

Pendel-Regelventile bieten für Vakuumanwendungen mehrere Vorteile:

• hochpräzise Druckregelung auch bei niedrigen Druckwerten
• schnelle Reaktionszeiten bei dynamischen Prozessbedingungen
• stabiler und reproduzierbarer Betrieb in anspruchsvollen Fertigungsverfahren
• geringe Partikelbildung, was für Reinraumumgebungen wichtig ist
• breiter Regelbereich, der den Einsatz in verschiedenen Vakuumbereichen ermöglicht

Dank dieser Eigenschaften eignen sie sich besonders für Prozesse, bei denen die Druckstabilität einen direkten Einfluss auf die Produktqualität hat.

Pendel-Regelventile regulieren den Vakuumdruck, indem sie den Leitwert zwischen der Vakuumkammer und dem Pumpsystem einstellen.

Wenn sich der Ventilteller weiter in den Pfad der Gasströmung bewegt, nimmt der Leitwert ab und das Saugvermögen verringert sich, wodurch der Kammerdruck ansteigt. Wenn sich das Ventil weiter öffnet, steigt der Leitwert und die Pumpe entfernt das Gas effizienter, wodurch der Druck sinkt.

Eine Regeleinrichtung überwacht den Kammerdruck kontinuierlich und passt die Ventilstellung entsprechend an, um den gewünschten Druck-Sollwert aufrechtzuerhalten.

Die Hauptunterschiede liegen in ihrer Bauweise und ihren Leistungsmerkmalen:

• Pendel-Regelventile haben einen drehbaren Teller, der mit minimaler Beeinträchtigung des Gasstroms in die Strömung bewegt wird und so eine sehr präzise Druckregelung ermöglicht.
• Drosselklappenventile arbeiten mit einer direkt im Gasstrom angeordneten drehbaren Scheibe, was stärkere Turbulenzen verursachen kann und normalerweise eine weniger präzise Druckregelung bietet.

Pendelventile werden daher bevorzugt bei Anwendungen eingesetzt, die hohe Präzision und geringe Partikelbildung erfordern, typischerweise beim Trockenätzen und bei der Trockenreinigung. Drosselklappenventile hingegen werden häufig für Abscheidungsprozesse und allgemeine Aufgaben der Vakuumregelung verwendet.