Molecular Flow Module

Model Low-Pressure Gas Flow in Vacuum Systems with the Molecular Flow Module


  • Understanding and Predicting Free Molecular Flows

진공 엔지니어와 과학자는 Molecular Flow 모듈을 사용하여 진공 시스템을 설계하고, 저압 가스 흐름을 이해하고 예측합니다. 설계 주기에서 시뮬레이션 도구의 사용은 이러한 도구가 이해도를 높이고, 프로토타입 제작 비용을 줄이며, 개발 속도를 높임에 따라 더욱 광범위해졌습니다. 진공 시스템은 일반적으로 프로토타입을 만드는 데 비용이 많이 듭니다. 따라서 설계 과정에서 시뮬레이션 사용을 늘리면 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 진공 시스템 내부에서 발생하는 가스 흐름은 전통적인 유체 흐름 문제와는 다른 물리식으로 설명됩니다. 낮은 압력에서 기체 분자의 평균 자유 경로는 시스템의 크기와 비슷해지고 기체 희박화가 중요해집니다. 흐름 영역은 기체에 대한 유체 형상 크기에 대한 분자 평균 자유 경로의 비율을 나타내는 Knudsen 수(Kn)를 통해 정량적으로 분류됩니다.

Flow Type Knudsen Number
Continuum flow Kn < 0.01
Slip flow 0.01 < Kn < 0.1
Transitional flow 0.1 < Kn < 10
Free molecular flow Kn > 10


Microfluidics 모듈이 미끌림(slip) 및 연속체 흐름을 모델링하는 데 사용되는 반면, Molecular Flow 모듈은 자유 분자 흐름 영역에서 흐름을 정확하게 시뮬레이션 하도록 설계되었습니다. 역사적으로 이 영역의 흐름은 DSMC(direct simulation Monte Carlo) 방법으로 모델링 되었습니다. 이것은 시스템을 통해 많은 수의 무작위 입자의 궤적을 계산하지만, 모델링 프로세스에 통계적 노이즈를 도입합니다. 진공 시스템에서 발생하는 것과 같은 저속 흐름의 경우 DSMC에서 발생하는 노이즈로 인해 시뮬레이션이 불가능합니다.


  • 이온 주입기에서 빔 경로를 따라 가스를 방출하는 분자의 평균 수밀도는 설계를 평가하기 위한 성능 지수로 사용됩니다. 한 축을 중심으로 회전하는 웨이퍼 각도의 함수로 계산해야 합니다.이온 주입기에서 빔 경로를 따라 가스를 방출하는 분자의 평균 수밀도는 설계를 평가하기 위한 성능 지수로 사용됩니다. 한 축을 중심으로 회전하는 웨이퍼 각도의 함수로 계산해야 합니다.