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静谧之力:探秘ULVAC爱发科RS系列与多级罗茨干泵的洁净真空世界
更新时间:2026-01-26
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在上海一处现代化的半导体洁净车间内,伴随着低沉的运转声,一块硅片正在完成薄膜沉积的关键工序。其背后真空系统的排气口处,一台不起眼的装置正将原本尖锐的气流噪音降为平和的低语,不仅优化了工作环境,更为精密工艺的稳定运行提供了保障。
在半导体制造、平板显示(FPD)生产和精密光学镀膜等工业领域,真空环境是实现微观加工的基础。
这些行业对真空的“洁净度"有着追求——任何微量的油蒸气或碳氢化合物污染都可能导致整批价值不菲的产品报废。
正是在此背景下,无需油类密封液的 干式真空泵 成为了行业标配,而其中,多级罗茨型干泵 因其独特优势占据了核心地位。
爱发科(ULVAC)作为真空技术,构建了完备的多级罗茨干泵产品家族,而 “RS系列" 正是这一家族中专注于解决特定关键问题的精巧组件。
传统油封式真空泵依靠油液进行密封、润滑和散热,在抽取工艺气体时,油雾返流或油蒸气污染真空腔室的风险始终存在。这在生产纳米级电路或高性能光学膜层的场景中是致命缺陷。
干泵的出现是一场革命。它通过在泵腔内不使用任何密封液体,仅凭精密的机械结构实现气体的压缩和输送,从而从根源上杜绝了油污染,可获得真正意义上的清洁真空。
半导体和FPD产业的工艺气体通常具有腐蚀性、易凝结或含有微小颗粒,对泵的耐腐蚀性、抗粉尘能力和稳定性提出了极限挑战,这直接推动了多级罗茨型干泵等高性能干泵技术的发展。
多级罗茨型干泵是干泵技术上的一颗明珠,其设计哲学是将罗茨泵(机械增压泵)多段集成于一体。
想象一下,在坚固的泵壳内,平行安置着两个经过精密动平衡校正的三叶转子。它们通过一组高精度齿轮的啮合,以同步的转速、严格相反的相位进行高速旋转。
精妙之处在于,转子与转子之间、转子与泵壳之间,始终保持着一道微米级的恒定间隙,彼此接触。
气体从进气口进入,被旋转的转子“捕捉"并封闭在一个个由转子叶片和泵壳形成的腔室内。随着转子的继续旋转,这些腔室的容积被压缩,气体被推向排气侧,压力逐步升高。
所谓“多级",是指转子本身被设计成多段不同的螺距或形状,相当于将多个压缩级串联在同一根轴上。
气体从一级被初步压缩后,直接进入第二级、第三级进行再压缩,如此递进,直至被压缩至接近大气压并顺利排出。
整个过程,气体只与经过特殊表面处理的金属转子及泵壳接触。齿轮和轴承的润滑被密封在独立的腔体中,确保油汽无法进入主泵腔,实现了清洁排气。
为应对不同工艺的严苛要求,爱发科开发了多元化的多级罗茨干泵系列,每个系列都有其鲜明的技术侧重点。
而RS系列在其中扮演了一个独特而关键的角色——它并非一个独立的泵型,而是专门为优化多级罗茨干泵运行环境而设计的“消音器套件"。
| 系列型号 | 设计定位与核心技术特征 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| HR/UR系列 | 高温均热化设计,将CVD(化学气相沉积)、蚀刻工艺中产生的升华性副产物以气体状态排出,防止其在泵内凝结堵塞。UR系列可实现比HR系列更高的运行温度。 | CVD装置、蚀刻装置、灰化装置、原子层沉积(ALD) |
| LR系列 | 低温均热化设计,专注于快速、高效地抽取大量惰性气体(如氩气)或清洁空气,特别适合需要快速进行工艺循环的场景。 | PVD(物理气相沉积)的工艺腔室、频繁装载/卸载的传输腔室排气 |
| GR系列 | 基于成熟的LR/HR平台,为通用工业领域设计的简化结构泵,在保证核心性能的同时优化成本。 | 工业炉、真空包装、干燥、蒸馏等对洁净真空有要求的通用工业流程 |
| CR系列 | 空冷式罗茨型干泵,无需复杂的冷却水系统,已获得CE、cTUVus等国际认证,适合易于安装和维护的场合。 | 实验室研发、小型生产设备、空间受限或基础设施简单的安装环境 |
| RS系列 | 排气噪音抑制专家,作为可选配件安装在干泵排气口,通过高效的消音结构显著降低排气噪声,改善工作环境。 | 所有需要降低噪音排放的干泵应用现场,特别是对工作环境噪声有严格要求的车间或实验室 |
RS系列消音器通过专用卡箍与泵的排气口直接连接,安装便捷。其消音效果,根据参考数据,对于特定泵型,加装RS系列消音器后,排气噪音可降低11至20分贝。这种从细微处着手、提升整体系统友好度的设计,体现了爱发科全面的产品生态思维。
多级罗茨干泵及RS消音系统的价值,在其广泛而关键的应用中得以彰显。
在半导体前端制造中,它们为等离子刻蚀、化学气相沉积(CVD)等核心设备提供稳定、洁净的真空环境,其耐腐蚀和抗粉尘特性是应对腐蚀性工艺气体的关键。
在平板显示(FPD)制造中,用于大型玻璃基板的镀膜、清洗和干燥工序,其大抽速和快速响应能力保障了高产能需求。
在科研与精密光学领域,从空间环境模拟到引力波探测激光干涉仪的真空维持,再到高性能光学镀膜,对真空的洁净度和极限压力有近乎的要求,多级罗茨干泵成为基础支撑。
而RS消音器的存在,则让这些强大的工业心脏运行得更为安静,直接改善了操作人员的工作环境,并有助于满足日益严格的工业场所噪声排放法规。
干泵技术正朝着更智能、更高效的方向演进。以爱发科HR/UR系列为例,它们已集成通信功能,可远程读取泵的运行状态、警告和报警历史,通过专用软件可实现集中监控和预测性维护。
面对电网波动,瞬停对策技术(如在1000毫秒内应对瞬时停电)能大限度保护工艺和泵体本身。此外,如 “ECO-SHOCK" 这类划时代的节能部件,通过搭载在现有干泵上即可实现大幅省电,响应了制造业的绿色低碳号召。
从确保芯片良率的严苛工艺腔室,到静谧运转的科研实验室,爱发科的多级罗茨干泵及其RS消音系统,共同构建了一个强大而洁净的真空基础架构。
它们不仅是抽取气体的机械,更是保障现代高科技产业精密性、可靠性与可持续性的基石。在微观世界制造的竞赛中,谁掌握了更洁净、更智能、更友好的真空技术,谁就握有了通向未来的关键钥匙。