コンフラット（CF）は真のUHVに到達できる唯一のフランジ系統であり、それを実現しているのはナイフエッジで潰す銅ガスケットです。したがって、すべての責任は2つの加工部に集約されます。ナイフエッジの角度とボルト穴の配置です。どちらかが狂えば、どんなガスケットでも補えない漏れが発生します。
CFシールの動作原理
軟質の無酸素銅（OFHC）ガスケットを2枚のフランジで挟みます。各フランジには山形のナイフエッジがあり、その角度は70°です。ボルトを締め付けるとナイフエッジが銅に食い込み、局部的に冷間圧接して、ガス経路にエラストマーを含まない金属同士のシールが得られます。高分子材料がないため、継手は450 °Cまでベーキングでき、Oリングでは耐えられない圧力までチャンバーを到達させることができます。
シールの成否を決める寸法
ナイフエッジの角度と先端半径、ガスケット座面の平面度と表面粗さ、ボルト円径と穴数、ガスケット溝の深さです。大型フランジではボルト配置も均一でなければなりません。ボルト荷重が不均一だとナイフエッジが傾き、反対側から漏れが発生します。
標準サイズと当社の加工範囲
CFフランジは、真空計ポートに使われる小型のCF16やCF35から、大型チャンバードアのCF250以上まであります。当社は標準サイズを公開寸法どおりに加工するほか、チャンバー設計上必要な非標準サイズやポート形状にも対応し、チューブ付き、回転式、ブランク（閉止板）などの形状も製作します。
材料
304L（SUS304L）は汎用性が高く、切削性も良好です。316L（SUS316L）は腐食性のあるプロセス環境に使用します。透磁率を低く保つ必要がある箇所には316LN（SUS316LN）を指定します。ガスケットはUHVでは常に銅を使用します。Vitonやアルミニウムの選択肢は低温用途向けに存在しますが、ベーキング能力を失います。
コンフラット（CF）シールの特性
| 項目 | コンフラット（CF） | KF（NW） | ISO-K / ISO-F |
|---|---|---|---|
| シール方式 | 銅ガスケット＋ナイフエッジ | エラストマーOリング | エラストマーOリング |
| 代表的な圧力範囲 | UHV、~1 × 10⁻¹³ Torr | 粗引き〜高真空 | 粗引き〜高真空 |
| ベーキング温度 | 450 °Cまで | ~150 °C（Viton） | ~150–200 °C（Viton） |
| 再利用 | 毎回ガスケットを交換 | Oリングは無傷なら再使用可 | Oリングは無傷なら再使用可 |
| 締結方法 | ボルト締め、高トルク | クランプまたは爪式 | ボルト締めまたはクランプ |
| 代表的な用途 | UHVチャンバー、ビームライン、SEM | フォアライン、粗引き、サービス用ポート | 大型HVポート、ポンプ |
自社一貫で対応している工程
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
よくあるご質問
CFフランジはどのくらいの圧力に耐えられますか？
CF継手は超高真空領域に対応し、銅ガスケット使用時に 1 × 10⁻¹³ Torr より良い値とされることが一般的です。実際の上限を決めるのはフランジではなく、チャンバー全体の設計です。
CFのボルトはどのくらいのトルクで締めますか？
ナイフエッジが銅に完全に食い込むトルクを、対角（十字）順に均等に与えます。具体的な値はボルトサイズとガスケット材で変わります。トルク不足だとナイフエッジが半分しか埋まらず、ベーキング後に初めて現れる漏れにつながります。
CFガスケットは再利用できますか？
できません。ナイフエッジによって銅が冷間加工され、使用済みガスケットには型が付いています。2度目は安定してシールできません。わずかなコスト削減のために再利用するのは、UHV到達が必要なチャンバーでは損失のほうが大きくなります。
CFとKFはどう使い分けますか？
ベーキングする継手、またはUHVを保持する必要がある箇所にはCFを使用します。粗引きライン、真空計ポート、頻繁に開閉する箇所にはKFを使用します。KFは組立がはるかに速くOリングも再利用できますが、UHV温度までベーキングすることはできません。
非標準サイズのCFも加工できますか？
はい。標準サイズは公開寸法どおりに加工し、チャンバー形状上必要な場合は、カスタム径、チューブ付きポート、非標準のボルト配置にも対応します。
関連する加工能力
仕様どおりの製作をご検討ですか？
図面または仕様書をお送りいただければ、DDP価格・納期・検査計画をご提示します。