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干式无油真空泵

点击:2351 日期:2018-04-10 选择字号:
         在近二三十年来的高真空系统中,由高真空油扩散泵和作为前级泵的油封式机械泵组成的排气系统,在各工业部门得到了普遍应用。在这样的真空系统中不可避免地要发生油蒸气的返流、使真空容器遭到污染,而且在真空容器中进行作业所用的工艺气体会在油中溶解,工艺过程反应生成的颗粒状副产物也会在油中积聚,使油本身变质劣化。
         近来,半导体芯片制造产业发展提出的要求,作为高真空泵不能有油蒸气存在,因此无油的涡轮分子泵、复合分子泵在该领域得到了广泛的应用。但是,前级泵还没有真正解决真空系统无油污染的技术难题。1984年以前研制过一些实验室和专门用途的干式泵。但价格昂贵、运行间隙过小,很难在商业上推广应用。国外首先研制了工业上实用的干式真空泵,将罗茨泵进行六级串联。之后又出现罗茨和爪型转子组合起来的无油泵。总之,相继出现了多种型式的干式泵,主要应用于半导体产业。

 干式真空泵也称为无油真空泵。在泵的抽气流道中,不能使用任何油类和液体。排气口与大气相通,能连续向大气中排气。能产生10.2Pa压力范围的真空。

            现在市场上提供的干式真空泵种类很多。可分为两类:容积式和动量传输式,如图2-7所示。容积式无油真空泵,如多级罗茨泵、爪型泵、往复式活塞泵、螺杆式泵和涡旋式泵等。这种干式泵的极限压力一般为0.1~10Pa,抽速为0.01~0.04m3/s。动量传输式的无油真空泵,如涡轮式无油泵。

干式真空泵是未来行业发展的趋势,虽然现在用的还不多,除了价格高原因外,还有用户对干式真空泵的了解不到位,看不到带给企业的未来经济效益,小编在这里着重讲下干式真空泵怎么进行优化选择?
    对于这些不同类型的干式真空泵,我们都渴望能够将其物理尺寸减小。但这与真空泵的抽气速率相矛盾,因为真空泵的抽气速率与真空泵的容积成正比,物理尺寸小意味着容积也小。当然,还有一个影响真空泵的抽气速率的重要因素,那就是转速。为了让小尺寸的真空泵的抽气速率与大尺寸真空泵的抽气速率相匹配,就需要提高它的转速。而想要改变真空泵的转速有两种方法,一是改变电源的频率,即采用变频器;二是改变齿轮箱的传动比。其中,采用变频器的好处是可以提供一个闭环控制,但在大负载下容易引起扭距的损失。而改变齿轮箱的传动比是一种非常经济的方法,当然,它只能提供不可控的单一转速。

      现在,可以看到干式真空泵有着如此多的不同设计,它们各自有着自己的特性和优缺点。一直以来,使用成本是一个影响人们选择真空泵的重要因素。越来越多的真空泵用户意识到也应该将真空泵运行的稳定性考虑进去。因为真空泵的意外出错会引起机器的使用效率降低,影响到晶圆的生产和交货期,甚至造成所加工晶圆的报废和机器其它部件的损坏。由于螺杆式设计为单级设计,同多级泵如圆裂片式,爪式以及组合式相比,其在零件的使用数量上减少了60%。这使得其在稳定性和将来的维修成本上有很大的优势。
     综合考虑,如果用户认为耗电量对他来说最为重要而氮气用量对他来说最不重要,那么选择内部压缩型螺杆式可以是一个好的选择。但普遍说来,对尾气处理越来越严格的要求使得将来对减少氮气的用量变得更重要。如果你希望用单一类型的泵不经过改变来处理各种不同的半导体工艺,而使得你的库存控制简单化,那么外部压缩型螺杆式是你最好的选择。
       根据具体情形,综合以上所有设计类型的优点一定是最理想的选择,但目前还不太可能。因此,这就要求使用者首先要知道在干式泵的设计上有着如此多的不同设计类型,进而根据自身工艺特点了解各种不同类型泵的设计对其影响。这样做出的选择才能够尽可能降低其使用成本,而获得一个寿命较长的稳定的真空系统

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