Высоковакуумные средства откачки

форвакуумный откачка масло

В данной области также прослеживается четкое стремление избавиться от масел и рабочих жидкостей. Например, несмотря на дешевизну диффузионных насосов, их использование пытаются максимально сократить во многих областях, до последнего времени считавшихся нечувствительными к остаточным парам рабочих жидкостей в вакуумной камере - электротермическое оборудование, вакуумные печи и т.п. Там, где полный отказ невозможен или слишком дорог используются различные ловушки, снижающие количество масляных паров в рабочей области.

Наиболее активно развивающимися высоковакуумными безмасляными откачными средствами являются турбомолекулярные и криовакуумные насосы. Магниторазрядные насосы в последние годы развивались не столь сильно, в силу специфичности приложений их использования и ограниченности их производительности в 1000-1200 л/с. Однако, нужно отметить, что данный тип насосов активно используется в приложениях, где необходимо получать высокий и сверхвысокий вакуум (до 10-10 торр) и удерживать его длительное время (например, несколько месяцев) - ускорительно-накопительные системы, физика элементарных частиц и т.п.

В области турбомолекулярных насосов можно отметить сразу несколько тенденций:

·         активное распространение гибридных конструкций, объединяющих турбомолекулярную и молекулярную ступени. Это позволяет лучше откачивать легкие газы, такие как гелий и водород, и увеличивать максимально допустимое давление в форвакуумной линии. В настоящий момент доступны модели насосов, имеющие штатное постоянное давление в форвакуумной линии до 10-12 мбар;

·         доминирование насосов на магнитном подвесе ротора (рис. 5). Данная технология позволяет существенно увеличить наработку на отказ подшипников ротора, поскольку он вращается, левитируя в вакууме в магнитном поле, и трение полностью отсутствует. Эти насосы полностью гарантируют технологический процесс от попадания даже единичных молекул смазки, поскольку она совершенно отсутствует, в отличие от насосов с жидкой или консистентной смазкой, которая хоть и находится внутри закрытых керамических подшипников и обладает крайне малым давлением насыщенных паров - обычно уровня 10-14 мбар, все же допускает теоретическое попадание одиночных молекул в откачиваемый объем. Хотя и данные турбомолекулярные насосы обычно называют безмасляными, поскольку при их работе крайне низка вероятность попадания даже одиночных молекул смазки в откачиваемый объем. Насосы с магнитным подвесом ротора более чувствительны к резкому росту давления в вакуумной камере («прорыву атмосферы»), поскольку их роторы испытывают в том числе и ударную нагрузку при посадке на полной скорости на резервные подшипники. Обычно производители оговаривают характерное количество таких аварийных посадок до необходимости технического обслуживания - оно может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен.

В данном сегменте свою долю имеют все ведущие производители вакуумного оборудования - Alcatel, Busch, Edwards, Leybold, Pfeiffer, Osaka Vacuum, Shimadzu, Ulvac, Varian.

Рис. 5. Турбомолекулярный насос на магнитном подвесе

В сегменте криовакуумных насосов развитие сказывается, прежде всего на увеличении надежности работы криоголовки и компрессора, а также, к созданию «ударных» моделей и, соответственно, завоевание того или иного сектора рынка. Например, компания Suzuki Shokan разработала и производит крионасос с Ду 320 мм, производительность которого в 1,5 раза выше, чем у конкурентов. Это позволило в относительно короткий срок занять доминирующее положение на полупроводниковом рынке Японии и Юго-восточной Азии в области обработки 300 мм подложек, а наличие одних из лучших по производительности и надежности компрессоров и криоголовок и для насосов других размеров дает возможность компании на равных соперничать с таким признанным грандом японской вакуумной техники как Ulvac, которой подобный подход в свое время позволил завоевать лидирующие позиции в области 200 мм подложек. На рынках США и Европы лидером является компания CTI Cryogenics, заметные позиции также имеют Austin Scientific и SHI Cryogenics.

В области крионасосов большой производительности с Ду более 500 мм (рис. 6) свои решения предлагают такие компании, как HSR, Leybold, PHPK, Suzuki Shokan, Ulvac.

Рис. 6. Крионасос Ду 600 мм