干式真空泵原理与技术基础.pptVIP

《真空技术》 一. 真空技术概况 （巴德纯） 二. 真空工程理论基础 （张世伟） 三. 干式真空泵原理与技术基础 （巴德纯） 四. 真空系统组成与设计基础 （刘坤） 五. 真空获得设备原理与技术基础 （张以忱） 六. 真空测量技术基础 （刘玉岱） 七.真空镀膜技术基础 （张以忱） 八. 质谱原理与真空检漏 （刘玉岱） 九. 真空冶金技术基础 （王晓冬） 十. 真空与低温技术及设备 （徐成海） 1.真空获得设备的概况 目前真空系统中存在的问题 现代工业对真空获得的要求 国外干式真空泵的发展状况 干式真空泵的性能与特点 2.干式真空泵的现状 往复式干泵 爪型干泵 涡旋干泵 多级罗茨式干泵 螺杆式干泵 涡轮式干泵 分子泵 高真空直排大气干泵 3.干式泵今后的发展 真空行业的产品更新换代势在必行 老产品的性能经过不断改善后仍能占据一定的市场份额 1.1 问题的提出 多年来工业上应用的高真空系统，常以油扩散泵为主泵、油封机械泵为前级泵组成通用型高真空系统，即所谓湿式真空系统。对这种系统的真空泵，明确指出它不适于抽除含O2过高的、有爆炸性的、有腐蚀性的、对泵油起化学反应的以及会有颗粒尘埃的气体。为什么对被抽气体有这些限制呢？就是因为泵内有油造成的。 1.2 现代工业对真空获得的要求 半导体技术的迅速发展 过去工艺都以“微米”做单位，微米(μm)是纳米(nm)的1000倍。我们常以工艺线宽来代表更先进的半导体技术，如0.25微米、0.18微米、0.13微米，0.13微米以下的更先进工艺则进入了纳米领域。 随着IC（集成电路）制造工艺的飞速发展， 90nm乃至65nm的技术节点，已经在半导体工厂实现。 45nm和32nm的技术节点已成为近两年人们谈论的焦点。 这对制备工艺的真空条件清洁度要求更高。 随着晶圆尺寸的逐渐增大，建一座半导体工厂的投资巨大，动辄几亿美金到几十亿美金。 2007年3月26日，Intel总裁 Paul S. Otellini宣布投资25亿美元在大连建12英寸晶圆生产线。 2006年全球晶圆代工业又创新高，营收达到了214亿美元 。半导体设备销售额达到404.74亿美元。 半导体工业发展刺激干泵的发展 半导体工业需要清洁的环境 半导体工厂布局 生产车间中的真空获得设备 生产设备需要清洁真空 1.3国外干式真空泵的发展状况 国外干泵市场的不断增长，其主要驱动来自于半导体行业、化学工业、薄膜产业的迅速发展。 1984年日本半导体工业发展迅速，急需大量的干泵，开始研制出了一种适于半导体工业应用的干式真空泵。它是将罗茨转子多级串联组成的多级干式泵。德国、英国、法国和美国等真空企业也相继出现了各具特点的这种干式真空泵，有的还用电脑控制，满足了半导体和化学工业发展的需要。 在日本，半导体行业已全部用干式真空泵代替油封式机械泵，欧美半导体行业45%以上用干式真空泵代替了油封式机械泵，大大提高了产品的性能和质量。 为了满足不同应用领域和不同工况的要求，国外有多级罗茨真空泵、多级爪式真空泵、螺杆式真空泵、涡旋式真空泵、往复式活塞真空泵以及涡轮式无油真空泵等。极限压力从10~10-2Pa，抽速从20~500 m3/h。 据统计，目前国产干泵的应用还不足1%，国内半导体工业用的干泵全部从国外进口，其价格十分昂贵，所以，我国应大力研究开发干泵，使干泵成为我国真空工业新的经济增长点。 1.4干式真空泵的性能与特点 干式泵在各类真空泵的市场份额中占23％，年增长率13.5％。 干式泵的主要应用领域有半导体、化工、薄膜、仪器、医药、食品等。干式泵在几个主要应用领域中所占的比例还不大，约占15％左右，例如： 半导体：13.7％（日本100％用干泵，欧美45％用干泵） 化工：15％（代替其它泵） 镀膜：15％（代替其它泵） 仪器：12％（代替其它泵） 2.1 往复式干泵 美国Varian公司生产有DVP系列3级无油真空泵。 VRC的双级干式真空泵，极限压力2.67～9.33 ×101Pa(双缸并联抽速280 L/min；极限压力9.33×101；双缸串联抽速140 L/min极限压力2.67Pa) 可用于抽除：He,H2,Ar和N2所有气体，它可作涡轮分子泵、低温泵的粗抽泵和前级泵用。 这种泵类似于汽车发动机的机构原理。最高压缩比可达到105。用空气冷却。 活塞及气缸壁上涂以减磨涂料，降低功率消耗。 2.2 爪型干泵 德国莱宝公司生产一种四级全是爪型转子的多级干式泵。这种泵的 抽速100 m3/h（28 L/s）； 极限压强8×10-1 Pa 噪音68 dB(A)； 马达3 kw； 转速3000 rpm； 泵重180 Kg。 这种泵设有控制单元