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1、第6期真空2000年12月Vacuum——VacuumTechnologyandApplication43文章编号:100220322(2000)0620043204冷凝泵的内部构造、工作原理及其维护保养李小宁(华越微电子有限公司,浙江绍兴312016)摘要:本文分析了冷凝泵的内部构造、工作原理,详细叙述了工作时的相位关系。使读者对其有一个全新的认识。关键词:冷凝泵;原理;维护+中图分类:TB752153;TB655文献标识码:BInnerConstruction,FunctionTheory&MaintenancefortheCondenserPumpLIXiao2ning(Hua
2、yueMicroelectronicCo.Ltd.,Shaoxing312016,China)Abstract:Inthisarticle,itanalysestheinnerconstructionandthefunciontheoryforthecondenserpump,goesintoparticularsforthephaserelationinrunning.Itmakesthereadersknowbrand2newlyaboutit.Keywords:condenserpump;theory;maintenance由于低温冷凝泵具有无油,对所有气体的抽速都较大,特别是
3、对水蒸汽、H2等抽速很大,适应性强,制冷机低速运行,且运动部件很少,有利于长期可靠运行等优点,因而,被广泛应用于IC生产工艺中的蒸发、溅射、离子注入、分子束外延以及其它诸如高能粒子加速器、受控热核反应、电真空器件、材料科学、表面分析仪器等领域,以此来获得清洁的高真空或超高真空。现以CTITorr28冷凝泵为例,简要阐述冷凝泵的内部构造特点、工作原理以及维护保养方面的要点。1冷凝泵的内部构造图1冷凝泵内部构造见图1、图2所示。Fig.1Innerconstructionofthecondenserpump1.1导流板1.2辐射罩材料:无氧铜;温度:80K(一级冷头温度);结材料:无氧铜
4、;温度:80K。辐射罩包裹着冷头,构:人字纹形,百叶窗形。是为了阻挡外来的热辐射。外侧为了反射热辐射,实主要用来凝缩排除水蒸气(H2O)、有机物施了反射率很高的镍喷涂;内侧为了阻挡热辐射反(CO2)等的气体分子,并用来防止热辐射直接进入射到冷板,实施了能吸收辐射能的黑化处理涂层。辐射罩。通常,在80K温度下,入射水分子的温度即1.3冷板使在室温,凝缩系数也接近于1。因此,水分子几乎材料:无氧铜;温度:15K(二级冷头温度);结全部被凝缩,所以,冷凝泵对水的排除是最理想的。构:9片柱形,5片锥形。冷板从功能上分为外表面冷凝排除气体部分和内表面活性炭吸附排除气体部收稿日期:2000207
5、209分。O2、N2、Ar等凝缩性气体分子的绝大部分被挡作者简介:李小宁(19532),男,河北邢台县人,高级技师。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net44真空第6期在冷板外表面,并在其表面凝缩,而到达其内表面活塞连杆,借助曲柄连杆机构上下移动。为使G2M循性炭的气体分子则极少。H2分子在冷板外表面不被环冷冻机更小型化紧凑化,在活塞杆内采用了蓄冷凝缩而被反射,从而,被位与其内表面的活性炭所吸器构造(如图2所示)。附。1.4温度计结构:①
6、H2蒸汽压温度计:依据H2在不同温度时其饱和蒸汽压不同来进行测量转换(目前一般采用此种形式);②半导体温度计:热敏二极管。1.5一级冷头材料:无氧铜;温度:70～100K,通常80K。主要用来凝缩水蒸汽。1.6二级冷头材料:无氧铜;温度:10～20K,通常15～20K。主要用来凝缩N2、O2、Ar、CO2等饱和蒸汽压高的气体。1.7冷冻机目前,冷凝泵中所使用的冷冻机有以下三种形式。图2冷冻机结构图①G2M循环冷冻机:最早被用于冷凝泵中的Fig.2Constructionchartofcondenser小型极低温冷冻机,它是根据Gifford和Mcmahon用活塞密封被隔气缸内的压缩气
7、体,通过活塞而发明研制,具有很高可靠性、极低温度的冷冻机。的上下移动,使里面的被隔气体膨胀,就可使其吸收如今也使用的很广泛。外部的热量。如果,从外部传入的热量较少或者根本②ModifiedSolvay循环冷冻机:严格地说,在没有,处于断热状态,气体本身就会降温。热力学上与G2M循环不一样,但在实际上也可以看这种吸收外部热量下降自身温度的过程,从能作是用在气压驱动机构上的G2M循环冷冻机。量守恒的角度来分析,正好与活塞对外做的功相等。③Sterling循环冷
