bakeoutmenettelyillä

Bakeoutmenettelyillä tarkoitetaan kuumen­nusmenettelyjä, joissa esineet, komponentit tai tyhjiöjärjestelmät lämmitetään tiettyyn lämpötilaan haihtuvien epäpuhtauksien, erityisesti kosteuden, poistamiseksi. Menettelyä käytetään pitkälti silloin, kun tavoite on parantaa tyhjiön laatua ja vähentää pitkäaikaista haihduntaa tilassa. Bakeout on yleinen esimerkiksi tyhjiöjärjestelmissä, puolijohdevalmistuksessa, elektronisissa instrumenteissa sekä pintakäsittelylaitteissa.

Menettelytavat ovat pääasiassa staattinen bakeout ja virtaushakeout (purge-bakeout). Staattisessa bakeoutissa laite on suljettu ja pumpattu tyhjiötilaan, jolloin sitä lämmitetään hallitusti ja pidetään tasaisessa lämpötilassa tietyn ajan; haihtuvat aineet poistuvat tilasta johtu­malla paineen pienenemisestä. Virtaushakeout puolestaan käyttää inertin kaasun virtausta bakeoutin aikana auttaen haihtuvien aineiden poistumista samalla kun lämpötila nousee. Molemmissa tavoitellaan mahdollisimman alhaista haihtuma- ja jäljelle jääviä epäpuhtauksia.

Tyypilliset parametrit vaihtelevat kohteen mukaan. Lämpötilat voivat olla noin 60–150 °C yleisissä elektroniikkakomponenteissa, kun taas korkeammille lämpötiloille (jopa 150–200 °C tai enemmän) voidaan päästä metallipohjaisissa tai kestävyysvaatimuksia sisältävissä järjestelmissä. Nousunopeus on tyypillisesti 0,5–3 °C/min, ja käsittelyaika voi olla muutamasta kuukaudesta useaan kymmeneen tuntiin riippuen tilan tilavuudesta ja haihtuvien aineiden määrästä. Tyhjiötasot sijaitsevat usein 10^-3–10^-6 mbarin alueella, korkeatasoisemmissa sovelluksissa jopa 10^-7 mbarin luokkaa.

Ohessa korostuvat valvonta ja turvallisuus: bakeoutin aikana käytetään lämpötilan, paineen ja mahdollisesti resonanssianalyysin (RGA) seurantalaitteita epäpuhtauksien määrän arvioimiseksi. Yhteensopivuus materiaalien kanssa on tärkeää, sillä jotkin liuottimet, adhesiivit tai muovit voivat hapettua tai hajota korkeissa lämpötiloissa. Lopuksi kohde jäähdytetään hallitusti ennen siirtämistä takaisin käyttökäyttöön. Bakeoutmenettelyt parantavat usein laitteiden luotettavuutta ja tyhjiön stabiliteettia pitkällä aikavälillä.