真空バルブ
VATの真空バルブは、高真空、超高真空、超超高真空条件までのすべての真空レベル用に設計されています。
VAT真空バルブは、クリーンルーム条件下で生産され、それぞれの用途に合わせたオーダーメイドが可能です。高い純度に加え、VAT真空バルブは、その高精度な機能と過酷なプロセス条件下での耐久性により、特に説得力があります。
真空遮断弁、制御弁、ガス注入弁、移送弁、排気弁、フラッド弁、ファストクロージングバルブなどの包括的なポートフォリオにより、VATはすべてのアプリケーション領域で最適なソリューションを提供します。
技術的な決定
最適な真空分離または制御機能を永続的に保証するために、VAT製真空バルブには、当社が開発した様々な真空バルブ技術が使用されています。これらの特許技術により、パーティクル防止機能に加えて、多くの閉鎖・制御サイクルにおいて正確な動作が保証されます。
VAT製真空ゲートバルブ、幅広い用途に対応する真空アングルバルブ、バタフライ真空バルブ、振り子真空バルブ、オールメタル真空バルブは、あらゆる分野における真空バルブソリューションの標準となるものです。
弊社は、お客様に最適なソリューションを提供することを目指しています。 当ウェブサイトに掲載されている標準的なソリューションに加え、お客様の真空システムに合わせたソリューションの開発も承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。
真空バルブのよくある質問
真空バルブとは？
真空バルブは、真空システムの供給ラインまたは排気ラインに取り付けられる機器です。通常、プロセスチャンバーなどの真空領域を遮断したり、流入・流出するガス量を制御するために使用されます。真空バルブは、手動、空圧、電気的、電気と空圧の複合または電磁気的で操作することができます。真空バルブはあらゆる真空システムに不可欠な部品であり、真空システムは様々な産業で使用されています。
高性能真空バルブとは？
真空プロセスでは、清浄度の高いプロセス環境や化学的・物理的安定性が特に要求される場合があり、半導体製造のほぼすべての分野や、真空システムを使用する多くの研究施設がこれに当てはまります。初歩的な研究の分野では、非常に高い温度や低温、強い放射線、圧力が10-15mbarまでの極高真空（XHV）など、現在達成可能な技術的限界に対処する能力が、これらの要件に加えられることがよくあります。
これらの用途に使用される真空バルブは、一般的な真空バルブと次のような点で差別化されます。
1) パーティクルの発生を最小限に抑える
高性能真空バルブは、アウトガスによるハウジング、メカニズム、シールの材料からのパーティクル放出や、摩擦による開閉・制御動作からのパーティクル放出がないよう最適化されています。使用する材料の適切な選択と処理を行い、設計の最適化を行うことでパーティクルの放出を最小限に抑え、場合によっては完全に発生を防止します。
2) 動作振動の最小化
すべてのバルブは開閉動作によって振動が発生します。自動駆動バルブの場合、その振動は微振動から知覚可能な強い衝撃にまで及びます。例えばこのような動作振動によって付加的なパーティクル放出を誘発し、繊細な製造工程に悪影響を与える可能性があります。高性能真空バルブは設計上の最適化に加え、いわゆるモーションプロファイルで動きを制御することにより、これらの衝撃を最小限に抑えます。乗客用エレベーターと同じように、「ぶつかる」ことを防ぐために、閉止ポイントに到達する少し前にクローズ速度が遅くなるように設計されています。この動作プロファイルは通常、変更可能であり、閉鎖時間や閉鎖頻度などを所望の条件に適合させることができます。
3) ニュートラルな化学的・物理的挙動
真空バルブは、どのような形態であれ、常に真空プロセスチャンバーの均質性を変化させます。これは、部分的には、その形状の結果として起こります。流路が狭くなったり広くなったりすることで、流体抵抗や流速が変化したり、バルブプレートの移動空間などのデッドスペースが、蒸着プロセスを促進したりすることがあります。また、開閉動作によっても発生し、流れの挙動だけでなく、プロセスガスの濃度、分布、混合、温度も変化します。高性能真空バルブは、このような影響を可能な限り補正し、あるいは制御できるように最適化されています。そのために、開閉や制御といった基本的なバルブ機能をはるかに超えた、さまざまな付加技術が設計に取り入れられています。
4) 再現性の高い挙動
高性能真空バルブが標準的な製品と異なる点は、主にその再現性の高い挙動にあります。つまり、一般的な製品は個々の開閉動作が使用に応じて変動し定められた性能値から外れることがありますが、高性能真空バルブは、規定された動作を、長い使用期間にわたって常に均一になるよう最適化されています。結果として真空プロセスを安定化させ、プロセス制御の複雑さを最小限に抑えることができます。
これらの用途に使用される真空バルブは、一般的な真空バルブと次のような点で差別化されます。
1) パーティクルの発生を最小限に抑える
高性能真空バルブは、アウトガスによるハウジング、メカニズム、シールの材料からのパーティクル放出や、摩擦による開閉・制御動作からのパーティクル放出がないよう最適化されています。使用する材料の適切な選択と処理を行い、設計の最適化を行うことでパーティクルの放出を最小限に抑え、場合によっては完全に発生を防止します。
2) 動作振動の最小化
すべてのバルブは開閉動作によって振動が発生します。自動駆動バルブの場合、その振動は微振動から知覚可能な強い衝撃にまで及びます。例えばこのような動作振動によって付加的なパーティクル放出を誘発し、繊細な製造工程に悪影響を与える可能性があります。高性能真空バルブは設計上の最適化に加え、いわゆるモーションプロファイルで動きを制御することにより、これらの衝撃を最小限に抑えます。乗客用エレベーターと同じように、「ぶつかる」ことを防ぐために、閉止ポイントに到達する少し前にクローズ速度が遅くなるように設計されています。この動作プロファイルは通常、変更可能であり、閉鎖時間や閉鎖頻度などを所望の条件に適合させることができます。
3) ニュートラルな化学的・物理的挙動
真空バルブは、どのような形態であれ、常に真空プロセスチャンバーの均質性を変化させます。これは、部分的には、その形状の結果として起こります。流路が狭くなったり広くなったりすることで、流体抵抗や流速が変化したり、バルブプレートの移動空間などのデッドスペースが、蒸着プロセスを促進したりすることがあります。また、開閉動作によっても発生し、流れの挙動だけでなく、プロセスガスの濃度、分布、混合、温度も変化します。高性能真空バルブは、このような影響を可能な限り補正し、あるいは制御できるように最適化されています。そのために、開閉や制御といった基本的なバルブ機能をはるかに超えた、さまざまな付加技術が設計に取り入れられています。
4) 再現性の高い挙動
高性能真空バルブが標準的な製品と異なる点は、主にその再現性の高い挙動にあります。つまり、一般的な製品は個々の開閉動作が使用に応じて変動し定められた性能値から外れることがありますが、高性能真空バルブは、規定された動作を、長い使用期間にわたって常に均一になるよう最適化されています。結果として真空プロセスを安定化させ、プロセス制御の複雑さを最小限に抑えることができます。
真空バルブにはどのような種類がありますか？
真空バルブも他のバルブと同様に、ゲートバルブ、フラップディスク、ロータリーディスクなどの基本的な機構を使用して、真空領域の分離や隔離、流量の制御を行います。しかし、これらの機構を使用するための基本的な条件は全く異なっています。例えば、パーティクルに対する自由度の高さ、極微小な流れの精密制御、密閉性、振動や衝撃の最小化などが重要な特性です。そのため、真空バルブでは、これらの特性に対応するための基本的な機構が異なる設計になっています。例えば、弁を閉めるための機構は通常摩擦なくクローズし、振動や衝撃があるとしても最小限になるように設計されます。さらに、制御の動きは非常に細かく、シールは理想的にはパーティクルを放出せず、その静的・動的特性が長期にわたって安定するように最適化されます。
真空バルブの基本的な種類は以下の通りです。
1) 真空ゲートバルブ – 通常、真空遮断またはより単純な制御用途に最適です。設置するバルブの厚みは非常に薄く、コンダクタンスが最大（流体抵抗が最小）ですが、ゲートの移動スペースが必要です。真空スリットバルブ、真空トランスファーバルブ、真空ドアなどの形状もあり、これらを通して基板を真空プロセスチャンバーに搬送することも可能です。
2) 真空アングルバルブ – 汎用的な真空バルブ。非常にコンパクトで、基本的にはシール、アクチュエータ、センサーでモジュール化されています。平均的なコンダクタンスをもち、非常に簡単なメンテナンス性です。必要に応じて非常に正確な制御性を有します。
3) 真空バタフライバルブ – 主に制御用途で使用されます。非常に狭い設置スペースに対応し、良好なコンダクタンス、高速かつ正確な制御性をもちます。
4) 真空振り子バルブ – 非常に狭い設置スペースとコンパクトなサイズが特長で、非常に正確な制御動作、非常に優れたシール力と非常に高いコンダクタンスを兼ね備えています。
5) シンメトリカル流量制御バルブ – バルブのオープン動作開始から全開ポジションまで、非常に均質な流量制御用に最適化された特殊品です。
6) ガス注入バルブまたはリークバルブ – 特に、少量のプロセスガスの注入など、繊細なガス流量のプロセスに適しています。
7) 圧力開放バルブまたはベントバルブ – 真空装置でのコントロールされたベントを可能にし、定められた圧力の超過を防止する安全バルブ。
8) 真空チェックバルブ – パッシブ、ボリュームフローおよび差圧環境下で作動するバルブ。通常、真空システムを逆流汚染から保護するために使用されます。例えば、真空バックポンプと真空システムの間で使用されます。
9) ファストクロージングバルブ – 通常、一部からのリーク発生時に、より大きな真空容積またはチャンバーをリークによるダメージを積極的に防止するバルブです。主な特徴：検出された圧力損失に対して非常に速い応答でクローズします。UHVやXHVのアプリケーションでは、非常に高い差圧でも気密性を確保するために、セクター真空バルブ（通常は真空ゲートバルブ）がファストクロージングバルブクローズ後、追加で封止サポートします。
10) 真空オールメタルバルブ – 極端な圧力、温度、放射線条件用に設計された特殊な真空バルブの製品群です。主な特徴：エラストマーシールが耐えられない条件で活躍する、ハードオンハード（金属対金属）シーリングを導入しています。
11) 真空マルチバルブユニット – 複数の真空バルブの機能を1つのユニットにまとめた特殊品です。主な特徴：部品点数の削減、組み立て時間の短縮。通常、顧客の要求に合わせてオーダーメイドされます。
12) 3 ポジション真空バルブ – 真空遮断弁の特殊な形態で、閉位置と開位置に加えて第 3 のバルブ位置を定義することができ る。例えば、高い差圧環境でバルブが早くオープンすることによる圧力振動が発生するのを防ぐために使用します。 第3の位置では、シールの押し付け圧がわずかに減少し、滑らかな圧力変化を達成します。
これらの基本タイプに加え、異なるバルブ技術を組み合わせたハイブリッドタイプや、特定の特殊な要件に対応するソリューションも数多くあります。
真空バルブの基本的な種類は以下の通りです。
1) 真空ゲートバルブ – 通常、真空遮断またはより単純な制御用途に最適です。設置するバルブの厚みは非常に薄く、コンダクタンスが最大（流体抵抗が最小）ですが、ゲートの移動スペースが必要です。真空スリットバルブ、真空トランスファーバルブ、真空ドアなどの形状もあり、これらを通して基板を真空プロセスチャンバーに搬送することも可能です。
2) 真空アングルバルブ – 汎用的な真空バルブ。非常にコンパクトで、基本的にはシール、アクチュエータ、センサーでモジュール化されています。平均的なコンダクタンスをもち、非常に簡単なメンテナンス性です。必要に応じて非常に正確な制御性を有します。
3) 真空バタフライバルブ – 主に制御用途で使用されます。非常に狭い設置スペースに対応し、良好なコンダクタンス、高速かつ正確な制御性をもちます。
4) 真空振り子バルブ – 非常に狭い設置スペースとコンパクトなサイズが特長で、非常に正確な制御動作、非常に優れたシール力と非常に高いコンダクタンスを兼ね備えています。
5) シンメトリカル流量制御バルブ – バルブのオープン動作開始から全開ポジションまで、非常に均質な流量制御用に最適化された特殊品です。
6) ガス注入バルブまたはリークバルブ – 特に、少量のプロセスガスの注入など、繊細なガス流量のプロセスに適しています。
7) 圧力開放バルブまたはベントバルブ – 真空装置でのコントロールされたベントを可能にし、定められた圧力の超過を防止する安全バルブ。
8) 真空チェックバルブ – パッシブ、ボリュームフローおよび差圧環境下で作動するバルブ。通常、真空システムを逆流汚染から保護するために使用されます。例えば、真空バックポンプと真空システムの間で使用されます。
9) ファストクロージングバルブ – 通常、一部からのリーク発生時に、より大きな真空容積またはチャンバーをリークによるダメージを積極的に防止するバルブです。主な特徴：検出された圧力損失に対して非常に速い応答でクローズします。UHVやXHVのアプリケーションでは、非常に高い差圧でも気密性を確保するために、セクター真空バルブ（通常は真空ゲートバルブ）がファストクロージングバルブクローズ後、追加で封止サポートします。
10) 真空オールメタルバルブ – 極端な圧力、温度、放射線条件用に設計された特殊な真空バルブの製品群です。主な特徴：エラストマーシールが耐えられない条件で活躍する、ハードオンハード（金属対金属）シーリングを導入しています。
11) 真空マルチバルブユニット – 複数の真空バルブの機能を1つのユニットにまとめた特殊品です。主な特徴：部品点数の削減、組み立て時間の短縮。通常、顧客の要求に合わせてオーダーメイドされます。
12) 3 ポジション真空バルブ – 真空遮断弁の特殊な形態で、閉位置と開位置に加えて第 3 のバルブ位置を定義することができ る。例えば、高い差圧環境でバルブが早くオープンすることによる圧力振動が発生するのを防ぐために使用します。 第3の位置では、シールの押し付け圧がわずかに減少し、滑らかな圧力変化を達成します。
これらの基本タイプに加え、異なるバルブ技術を組み合わせたハイブリッドタイプや、特定の特殊な要件に対応するソリューションも数多くあります。
真空バルブの主要構造は
真空バルブは一般的に、いくつかの主要な構成部品から成り、それぞれが真空システム内の真空を制御・維持する特定の機能を果たします。 本体は通常アルミニウムかステンレス鋼製で、内部部品を収容しています。本体には、漏れを防ぎ、密閉するためのシールが付いています。一般的なタイプは、エラストマーシールや金属シールなどです。アクチュエーターは、手動、空圧、電動があり、バルブの開閉を行います。ゲートはバルブのタイプに応じて、動くことでガスの流れを遮断または許可します。さらに、バルブには、ガスの流れを促進する吸気口や排気口などのポートが備わっています。これらの部品が組み合わさることで、真空状態を正確に制御できます。上記の構成部品は、ゲートバルブ、アングルバルブ、バタフライバルブ、トランスファーバルブなどの真空バルブのタイプに応じて、特定の用途に合わせて変わる場合があります。