低温泵在超高真空炉中的应用实例

十多年前开始在真空电子技术相关工艺设备中应用低温泵、干泵无油系统来获得超高真空,效果满意。这次尝试将低温泵快速、洁净和可靠的独特优势应用到真空炉中。将低温泵并入真空系统中,达到清洁的超高真空环境。本文以实例介绍了低温泵在超高真空炉中的应用;重点介绍了低温泵真空系统的设计思路,真空系统的主要配置和注意事项,低温泵的选型计算,并用图示方法详细介绍了低温泵系统的安装、使用和维护等环节。对同类真空炉的研发和低温泵的应用都有参考价值。通过严格把关各研发环节,按照超高真空规范进行清洗,除气和烘烤,最后真空炉的极限压力达到了2×10~(-7)Pa,将常规的真空炉极限压力延伸了近一个数量级。     

次级电子倍增器型离子泵

一、前言近年来,以半导体工业为主,超高压电子显微镜,加速器,表面物理研究等许多领域越来越需要清洁的超高真空。为达到这一目的,将注意力多集中在涡轮分子泵和低温泵方面。两者的优点是均比较容易获得清洁超高真空,而缺点是都需要烘烤出气,安装方向受到限制和需要辅助泵,要获得完全无油的超高真空排气系统似乎还存在一些问题。看来,一定需要清洁超高真空的装置的抽气,目前还是使用在上述方面问题较少,而且使用简便的离子泵。离子泵存在的问题是按容积计算泵的抽速小,特别是达到高真空后真空度越高抽速下降得越显著。抽速下降是因为气体压强在10~(-6)帕以上时电离空间的电子数几乎保持不变,而到更高真空时电子数随着气体压强的下降而减少。     

《真空物理学和工艺》

《真空物理学和工艺》(Vacuum Ph-ysics and Technology)一书于一九七九年在纽约出版。 这是一本颇有名望的真空专业书籍,由多位作者分章节集体编写。书的内容相当广泛:分子输送、表面物理、全压测量、分压测量、高真空的获得(前级泵、扩散泵、分子泵、喷射泵、水银扩散泵、吸附泵),超高真空的获得(基本原理、收气泵、离子泵、低温泵、涡轮分子泵),金属和玻璃真空系统,材料(金属、玻璃、陶瓷、弹性体、密封体、气体)的真空性能,真空设备的制造,保护装置,高真空系统的设计、操作和维修,可烘烤的超高真空系统和其操作上的特殊要求,检漏技巧(…     

高技术与真空科学

中国真空学会真空物理、真空获得两个专业委员会今天联合召开现代涡轮分子泵和低温泵的研讨会,我感到非常高兴。这是两个十分重要的泵种。大家知道,在超高真空获得方面,实际上现在经常使用而且估计比较有前途的真空泵只有三种:第一是溅射离子泵,通常叫冷钛泵或潘宁泵;第二是涡轮分子泵,现在不止涡轮分子泵一种,还可以是其他的复合型式;第三是低温泵,包括池槽式和闭环式。总的来说,冷钛泵最近几年没有太大的发展,因此可以不作为讨论的主题,而涡轮分子泵和低温泵则可以说是当前超高真空获得研究方面(包括理论和实践)的主流。特别值得指出的是,…     

一台清洁超高真空设备通过鉴定

航空航天部511所,根据卫星用继电器超高真空冷焊试验的要求,于1989年9月建成一台新型清洁超高真空设备。该设备采用制冷机低温泵和溅射离子泵组合抽气。直径300mm的系统在烘烤温度不超过85℃,烘烤时间不超过24h,不另外使用液氮的情况下,停止烘烤后抽     

低温泵的特性和原理

低温泵是一种利用温度极低的冷却表面(≤77K)的冷凝作用,把气体从系统内部排除的真空泵。60年代以来,低温抽气在真空的获得和应用中有了越来越广泛的应用。低温泵是一种清洁的真空泵。因为低温介质只是一种对泵的抽气表面起冷却作用并在封闭容器中存贮或循环的冷剂,因而不与真空空间发生任何接触。这一特点对于某些要求清洁无油的真空系统来说是至关重要的。低温泵对大多数气体都能获得极低的分压和极高的抽速。当低温泵在液氦介质下工作时,还具有很大的实际抽气能力和抽气的无选择性(氦除外)等优点。     

超高真空下剩余气体分析的实验

本文叙述在钛溅射离子泵超高真空系统上利用小型180°磁质谱计(Zh-3型)所做的剩余气体分析的实验。系统采用全金属密封、带冷阱的机械泵预抽,通过有机溶剂的清洗和氮气辉光放电以及中温烘烤等处理获得超高真空。对系统的各压强下的气体成分以及B-A规的影响作了分析。根据实验结果,讨论了剩余气体成分对获得超高真空等影响。     

用涡轮分子泵系统获得超高真空

用装有阶梯式(conflat)密封法兰的涡轮分子泵,设计了一个超高真空系统。这个系统,经200℃、20小时烘烤后,极限真空度是1.4×10-9乇。紧接着烘烤操作之后,若使钛升华泵工作,则系统的压强可降到4.5 ×10-10乇。同时也进行了系统内的剩余气体分析。本文还讨论了获得更低压强的方法。 一、前言 涡轮分子泵最近多用于等离子核聚变试验装置的抽气系统。涡轮分子泵的特征是可以直接与油旋转泵配合,从大气开始对系统进行动态抽气,很容易获得10-8乇左右的真空。此外还有不需过于考虑防止油蒸气从反压侧向高真空侧逆流的优点。但是为要获得洁净真空,就…     

基于4 K制冷机的低温泵抽气单元性能分析

中性束注入实验单元系统调试和小尺寸样机验证测试需要真空环境支持,针对实验气体负载性质与真空要求,探索研制外置式制冷机低温泵。设计了一种基于单台4 K制冷机的低温泵并开展抽气单元性能分析,采用ANSYS热分析方法研究抽气单元热学性能,得到了不同气体热负载下的温度分布,结果表明,抽气面温度处于5 K左右,能够有效抽除H₂、He等难凝性气体。采用MOLFLOW对连接抽速测试系统的低温泵进行了气体粒子运动模拟,验证了抽气单元设计的合理性,并模拟得到气体捕获系数为0.409;探究了气体负载对抽气性能的影响,结果表明,受温升影响,泵的抽速波动较小,抽气性能良好。研究方法与结果为实验用制冷机低温泵的研制提供了有益参考。     

程控无油超高真空排气台的研制

由外冷式吸附泵作为前级泵、溅射离子泵作为主抽真空泵构成无油超高真空系统,采用计算机控制技术,以真空度为工艺进程判据,对器件进行烘烤排气,实现电真空器件的真空排气工艺的自动控制.介绍了无油超高真空系统、控制系统、烘箱与热功率以及软件的设计.排气台为多工位结构,具有气体质谱分析和充气功能;空载时极限真空度优于8×10-7Pa;烘箱烘烤温度为25～600℃,连续可调,恒温精度优于±1%;分析质量数为1～80.程控排气台设计合理,操作简便,计算机控制技术精细了工艺过程控制量,排除了人为因素,其性能稳定可靠,可满足使用要求     

超高真空的获得—泵与抽气系统

在“超高真空”历史发展的几十年间,技术和用户需求两方面都发生了许多变化。甚至超高真空的含义也有些演变。问题的焦点是：从如何获得只有泵壁出气气体负载的最低压强的静态真空转向如何获得生产过程气体低污染和高纯度的动态真空。现在,想用一种全能的泵来实现这一设想是不实际的,因为不同的真空抽气技术有着更明显的应用范围。这种情况对传统的超高真空泵－离子吸气砂来说是一样的。在大多数情况下,在设计系统时离子吸气泵是     

1989年《真空》杂志主题目录

14C 真空技术及设备 用国产锆一铝吸气剂获得极高真空性能的研究 2(1) 大型全金属超高真空规管比对系统 2(40) 五级金属油扩散泵的研制 2(52) 短叶片涡轮分子泵──一种复合分子泵 2(58) 爪型泵型线的研究3(9) 制冷机低温泵中光屏蔽问题的探讨 3(34) 真空阀门的改进3(45) 用于     

以低温泵为主泵的真空检漏系统研究

由于分子泵对氦气有较大抽速,因此在真空检漏系统中通常用分子泵作为主泵,但当检漏容器很大时需要大量分子泵。低温泵具有清洁无油、抽速大的优点,如果在检漏系统中能够采用低温泵作为主泵,可以大大减少真空泵数量。本文对以低温泵为主泵的真空检漏系统进行了实验研究,并对实验现象进行了分析。研究结果表明,低温泵可以有效提高检漏系统的工作真空度,对检漏系统的有效灵敏度影响很小,但以低温泵为主泵的检漏系统的反应时间比以分子泵为主泵的检漏系统反应时间长。     

低温抽气──工艺和应用

低温抽气是在温度很低的表面上冷凝气体的过程,现在已证明这是在自由分子流范围内获得最清洁真空的方法之一。它能消除油扩散抽气系统存在的污染的危险性并建立一个很安全的环境。其它固有的特点包括:对所有的可冷凝气体都有很大的抽速,真空室的开始粗抽和低温泵的定期再生仅需要粗抽泵。大部分低温泵可以用任何角度安装,并能耐大气偶然漏入。 为了适应空间模拟方面应用需要建立极清洁的真空环境而研制了低温泵。作为初期研究成果,低温泵已经广泛地用于要求清洁表面和工作可靠的薄膜溅射和蒸发工艺,半导体、光学镀膜和装饰镀膜。 低温泵的主…     

提高不锈钢超高真空系统极限真空的一种方法

为提高超高真空系统的极限真空，在加热烘烤期间用干燥气体冲洗法进行了各种试验。结果表明：冲洗的比不冲洗的极限真空要好；间断冲洗的比连续冲洗的极限真空要好。这对如何提高真空系统的极限真空提供了一定实验依据。     

20KGHe+77KLN_2冷凝泵实验研究

一、引言 空间科学,航天事业,原子能工业等现代科学技术对真空技术提出了一系列的高要求,诸如:①极限真空度达到高、超高甚至极高的范围;②极大的抽速;③极大的排气量;④干净无污染;⑤很多情况下系统大型到难于烘烤,且几何形状复杂,气隙小存在着严重的通导限制;还要有运行、维修简便及必要的经济性等等,低温排气是目前能最大满足这些要求的一种真空获得方法,它可以以其灵活的泵形随真空系统的几何参数作随意需要的合理剪裁,从而达到气阻大的地方对于真空度的要求。 本实验是为一工程的真空系统所选用的20KGHe加 77KLN低温泵所作的长度1/2…     

超高真空氦蒸发低温泵

叙述了抽汲活性气体和重惰性气体用的超高真空预热低温泵。气体在被氦蒸汽冷却到温度20—22K的表面上冷凝。泵抽汲氮气的速率为2400升/秒,起动时间为12分,极限压力<10~(-9)帕,液氦流量为1升/时。     

超高真空系统的表面吸附对抽气时间的影响

一、引言在超高真空和极高真空系统中,结构材料的放气,直接影响到真空系统的抽气性能。材料放气,一般来自材料内部气体的扩散释放和材料表面吸附气体的解吸两个方面。一般金属材料,它们内部含有的气体(氢)量要比其表面吸附的气体量小二到三个数量级,但材料内部的气体含量对超高真空系统的影响,却大大超过了其表面吸附气体的影响。在正常情况下,当抽速恒定时,超高真空系统的极限压力,主要是由金属材料内部的气体含量及其表面被吸附的表面相的浓度所决定的。金属材料内部的气体,可在不同程度上,通过真空烘烤     

IC生产工艺中真空获得设备的合理应用

真空获得设备如何在ＩＣ生产工艺中正确合理的使用是至关重要的，作者依据 多年从事半导体设备设计和维修工作的实际经验撰写了本文。阐述了罗茨泵、油扩散泵、涡轮分子泵、钛升华泵及低温泵等系统在半导体生产工艺中合理使用的经验。     

充入气体含水量对超高真空系统排气特性的影响

在未烘烤的超高真空系统中，真空室表面所吸附的水蒸汽是影响排气时间及极限真空度的关键因素。通过实验，对充气气体中水蒸汽含量及操作方式与真空系统排气特性的关系进行了测试，为超高真空系统操作工艺的确定提供了依据。