中古イオンポンプコントローラーの在庫・価格

イオンポンプコントローラーは、スパッタイオンポンプを動かすための専用直流高圧電源です。放電電流から圧力を推定して表示する機能、ポンプや装置を守る保護機能、外部との信号のやり取りも一つにまとめています。ポンプ本体は永久磁石、ハニカム状の陽極、チタン陰極だけでできていて機械的な可動部がないため、排気能力はコントローラーが加える高電圧で決まります。
仕組みとしては、電極間に数kVの直流を加え、磁場中で冷陰極放電(ペニング放電)を続けさせます。電子は磁場によってらせん状に動いて気体分子を電離させ、生じたイオンが陰極をスパッタします。気体分子は陰極に埋め込まれるか、飛び出したチタンのゲッター膜に吸着されて排気されます。市販ポンプの動作電圧は3kV、5kV、7kV級が一般的で、ポンプの形式によっては負極性の出力を求めるものもあるため、電圧と極性の両方を合わせる必要があります。
放電電流は圧力にほぼ比例します。そのためコントローラーは出力電流を測り、ポンプの形式と大きさに応じた換算式で圧力に直して表示します。測る電流は、起動直後の数十mAから超高真空でのnAレベルまで何桁にも及ぶので、対数表示や自動レンジ切替で読み取ります。分解能は典型的に1〜10nA程度です。ただし超高真空域では、ケーブルや電流導入端子を流れる漏れ電流、電界放出による電流が読みの下限を決めます。また換算は気体の種類によって変わるため、表示値は校正された真空計の代わりではなく、目安として扱うのが実務上の原則です。
起動するときは圧力が高く大きな電流が流れるので、出力電流が増えると電圧が下がる垂下特性や電力制限でポンプと電源の過熱を防ぎます。起動できる圧力は1Pa前後が上限の目安です。ただし実際には、ターボ分子ポンプなどで10^-2〜10^-4Pa程度まで粗引きしてから高電圧を入れるほうが、立ち上がりが速く陰極も長持ちします。出力容量は、小型ポンプ用の数mA程度のものから大型ポンプ用の数百Wのものまであり、ポンプの排気速度に合わせて選びます。上位機には、圧力に応じて印加電圧を自動で切り替え、排気速度と圧力読みの精度を両立させるものもあります。
保護とインターフェースの機能としては、過電流遮断、設定圧力でリレー接点を出すセットポイント出力、高圧ケーブルが外れると出力を止めるインターロック、停電後の自動復帰、電流や圧力のアナログモニタ出力、シリアル通信によるリモート操作などが一般的です。複数のポンプを独立して動かせる多チャンネル機や、装置に組み込む小型モジュールもあります。
主な用途は、透過電子顕微鏡や走査電子顕微鏡の電子銃室、加速器のビームライン、XPSなどの表面分析装置、分子線エピタキシー装置、半導体製造装置、電子線描画装置などです。振動もオイルもなく、超高真空を長期間無人で保つ必要がある場面で使われます。電流値の推移を記録すれば、リークやガス放出の増加、陰極の消耗を早めに見つける手がかりにもなります。
導入や中古品の点検では、ポンプ側の定格電圧と極性、高圧コネクターの形状の互換性、圧力換算の設定がポンプに合っているかを確認します。あわせて、高圧ケーブルの絶縁劣化と、無負荷時の出力電圧を点検しておくと安心です。数kVを扱うため、高電圧を入れたままケーブルを抜き差ししないことが安全上の基本です。