半导体及电子行业接触的真空一般指的是气压比一标准大气压小的气体空间，是指稀薄的气体状态，又可分为

　　真空泵是最主要的真空装备、从产生真空原理上分为：容积式真空泵（如液环泵，螺杆泵，罗茨泵等）；动量传递式真空泵（如分子泵：喷射真空泵:扩散泵均属于此类）；气体捕集式真空泵（如钛升华、锆铝合金吸气泵、低温泵溅射离子泵、热蒸发钛升华泵等）

　　利用高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给被抽气体或气体分子，使气体不断地从入口传输到出口的真空泵。

　　水喷射泵是用水作为工作介质，通过高速射流来引射被抽气体，使容器达到一定真空度的粗真空获得设备。

　　在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环内界面之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

　　综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。水环真空泵由于用水或其它液体做工作液，所以其抽气性能及真空度受工作液的温度影响较大，如果工作液的温度较高，真空泵的入口真空度达到液体的饱和蒸汽压，水（液）环真空泵便会产生气蚀现象，气蚀的存在对泵的寿命损害比较大，主要表现为叶轮叶片的根部及排气圆盘的排气口附近，有规则的气蚀冲击孔。为了避免气蚀的产生，可以降低工作液的温度，或者降低线 旋片式真空泵：

　　如图为旋片泵的工作原理示意图。旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。旋片式线Pa。主要适合于高真空，洁净空气的工况

　　工 作原理与旋片式真空泵相似，但对泵腔没有磨擦，因此稳定性要好于旋片式线往复式真空泵

　　往复泵的结构如上图所示，主要部件有气缸及在其中做往复直线运动的活塞，活塞的驱动是用曲柄连杆机构来完成的。除上述主要部件外还有排气阀和吸气阀等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用，使气缸内的活塞做往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气

　　缸的左腔体积不断增大，气缸内气体的密度减小，而形成抽气过程，此时被抽容器中的气体经过吸气阀5进入泵体左腔。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就完全充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀关闭。气缸内的气体随站活塞从右向左运动而逐渐被压缩，当气缸内气体的压力达到或稍大于一个大气压时，排气阀4被打开，将气体排到大气中，完成一个工作循环。当活塞再左向右运动时，又重复前一循环，如此反复下去，被抽容器内最终达到某一稳定的平衡压力。

　　为提高抽气效率，一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀，然后用管路将气缸两端的吸气口和排气口并联起来。往复真空泵从安装形式来分，有卧式往复真空泵及立式往复真空泵；从油润滑来分，有有油往复真空泵及无油往复真空泵。卧式往复真空泵一般为有油式，立式多为无油式。

　　罗茨泵的结构如上图所示。在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵串联使用。罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。罗茨真空泵分为常规罗茨泵及气冷直排大气罗茨泵，常规罗茨泵承受的压差小大约为3000~6000Pa，所以常规罗茨泵必须带前级泵预抽，不能直接排大气。气冷罗茨泵因为增加了热量平衡装置可以直接排大气，气冷罗茨线Pa。罗茨真空泵工作原理：

　　如图为罗茨泵转子由0°转到180°的抽气过程。在0°位置时（图中a），下转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时（图中b），该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高，引起一部分气体返冲过来。当转到90°位置时（图中c），下转子封入的气体，连同返冲的气体一起排向泵外。这时，上转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时（图中d），上转子封入的气体与排气口相通，重复上述过程。180°（图e）位置和0°位置是一样的。转子主轴旋转一周共排出四个v0体积的气体。

　　爪形真空泵为多级串联结构，每级泵均应严格控制端面间隙，即四级泵需严格控制8个端面间隙，泵在运行时的热膨胀及抽除粉未等时容易造成泵的故障，另外爪式泵的多级串联的结构特性决定了其装配的复杂性，一般人员很难达到装配要求；因爪形真空泵为多级串联结构，排气通道复杂，在抽除可凝性气体时（例如：水蒸汽，有机溶剂气体等），在泵腔内压缩时会产生较多的液体，这部分液体进入泵的端面造成泵的负载明显变大，四级爪形线个端面，不宜抽除大量可凝性气体；

　　螺杆真空泵是利用一对螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备，它是油封式真空泵的更新换代产品，能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合，在国内各大制药和化工企业得到广泛应用。

　　优点：寿命长、能耗低、无油污染。两螺杆经精细动平衡校正，由轴承支撑，安装在泵壳中，螺杆与螺杆之间都有一定的间隙，因此泵工作时，相互之间无磨擦，运转平稳，噪音低，工作腔无需润滑油，因此，干式螺杆泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合，极限真空更高，消耗功率更低，具有节能，免维修等优点。它是油封式真空泵的更新换代产品。干式螺杆真空泵由于其优越的性能，在欧美和日本目前已经成为微电子、半导体、制药、精密加工等行业首选真空获得设备。传动轴连接主动转子，通过同步齿轮带动从动转子旋转，在壳体上开有冷却水通道，用来冷却转子和排气口温度，同步齿轮及轴承用油润滑，轴承和壳体内部通过密封件来密封以达到无油的效果。干式螺杆真空泵同无油螺杆压缩机在密封和润滑上结构类似，一般真空泵的排气端用机械式密封件，进气侧通常用双唇形密封件。在传动方式上，目前通用的是直连电机，用联轴器与转子连接，极少数用皮带或者传动链传动。

　　扩散泵抽速在很宽的压强范围内保持不变，但在压强较高或很低时，抽速下降很快。

　　入口压强较高时，大量气体分子进入射流与蒸汽分子碰撞，射流的定向速度衰减较大，增大了前级的反流，抽速降低；

　　油扩散泵的极限压强与前级侧气体的反扩散、泵壁温度下泵油的饱和蒸汽压、泵油的裂化程度、蒸汽射流的放气量以及泵壁的放气量等因素密切相关，

　　当泵的出口压强小于某一出口压强p2max时，泵的入口压强不受出口压强的影响，气体的反扩散对泵的极限压强影响不大。

　　油扩散泵的最大出口压强取决于最后一级喷嘴的工作状态，与蒸汽射流密度、喷嘴蒸汽流量以及最后一级喷嘴的结构有关。

　　2.1.8.2最大出口压强油扩散泵的最大出口压强取决于最后一级喷嘴的工作状态，与蒸汽射流密度、喷嘴蒸汽流量以及最后一级喷嘴的结构有关。

　　蒸汽射流碰壁后的散射，与射流强度有关；蒸汽射流中油分子向高真空侧的扩散，与射流温度有关，在顶喷嘴上加挡油帽，可大幅减少顶喷嘴表面油膜的蒸发返油量，且对泵的抽速影响不大——现代扩散泵的标配；

　　2.1.9钛升华泵2.1.8.1TSP的工作原理与抽气性能：TSP的结构：吸气面、升华器、控制器工作过程：通电加热钛丝至1100℃直接升华，沉积到冷却的表面上，形成钛膜，与活性气体结合成稳定的化合物(固相的TiO或TiN)，抽除气体分子。

　　能提供所需的钛升华率；钛升华率易于调节，可连续或间断的提供吸气剂；钛升华器本身出气少或易于去气；

　　泵芯是锆铝合金(84%:16%)粉末涂敷在金属吸气带上做成的，主要成分为Zr5Al3和Zr3Al2。

　　优点：结构简单、体积小、造价低，操作安全可靠，维修方便，清洁无油，对活性气体，尤其是对氢具有很高的抽气能力。

　　，使吸气剂表面的固体氧化膜分解，使金属和气体的产物向更深的体内扩散，生出高度活泼的金属表面，同时除去过量的氢

　　10-3~1Pa范围内，抽活性气体工作温度为750℃——提高温度加速体内扩散，加速清洗吸气剂表面，对H2要求高抽速，工作温度为400℃对纯氢要求大抽速和大吸气量是，工作温度一般为200~300

　　2.1.9低温泵低温泵是利用低温表面将被抽空间的气体冷凝、捕集、吸附或冷凝+吸附，使被抽空间的压强大大降低，获得并维持真空状态的抽气装置，是一种储存式捕集抽气，气体并没有排出泵外，一旦冷凝表面温度发生变化，它抽走的气体又会重新释放，破坏线) 高能物理、等离子体研究；(3) 薄膜制备领域；(4) 微电子学，尤其是半导体微电子技术中——离子注入，离子刻蚀；(5) 现代表面分析仪器中。4.1 低温抽气原理基本原理设法使某一固体表面温度足够低，使其低于空气中主要气体成分的饱和蒸汽压温度，则大部分气体被凝结，从而达到抽真空的目的抽气机理速度分布决定捕获率的学说，认为飞到冷表面的气体分子中，仅仅是能量低于某一临界值的分子才被捕获；动态平衡学说，认为飞到冷表面上的气体分子停留在冷表面上，同时另外一些分子从表面蒸发，离开表面，被捕集和离开表面的分子之差就是抽气速率低温冷凝泵：按低温冷凝原理抽真空的泵

　　2.1.8低温吸附泵低温吸附泵：利用低温表面上的吸附剂和打在其上的气体分子发生吸附以达到抽气作用的泵按吸附剂不同，分为三类1.非金属吸气剂：活性炭、分子筛等位吸附剂2.金属吸附剂：以蒸发或升华在冷表面上的钛、锆、钼等金属或合金作为吸气剂3.气体霜的捕集吸气：以CO2、水蒸气等易冷凝的气体在低温表面上成霜作为吸附剂，这些气体成霜的同时，将不易冷凝的气体一起埋葬或吸附抽除，低温泵抽混合气体比单一气体效果好，实际使用的是将冷凝和吸附结合，构成冷凝吸附泵而获得极高真空。

　　2.1.8制冷机低温泵顾名思义，即把低温面及挡板组装在封闭循环制冷机系统中，与制冷机组合为一体的低温泵。特点：便于抽气系统实现完全自动化控制；可实现较高的抽速，S≥100m3/s理论极限压强：4.2K温度下，除He、H2、Ne外，各种气体的pS都很小，对绝大多数气体来说，极限压强获得10-9Pa是很容易的。2.2 获得超高真空需要考虑因素如下：

　　2.2.1影响极限压强的因素表面脱附体内扩散逸出大气渗透作用材料的饱和蒸汽压

　　对被抽系统无污染，可获得洁净真空泵腔内无油，非常容易实现对溶剂的回收;结构紧凑，占地面积小。

　　单泵即可达到30Pa~5Pa的极限压力，工作范围较宽;因工作过程中无废油、废水的排放，对环境无污染;

　　对冷却水的要求较低，对于泵的冷却，普通的循环水即 可满足要求，且冷却水量较小，根据系统工况配用合适的罗茨真空泵可组成干式真空泵机组，可大大提高低压区的抽气速率并减小功耗。

　　因爪形真空泵为多级串联结构，每级泵均应严格控制端面间隙，即四级泵需严格控制8个端面间隙，泵在运行时的热膨胀及抽除粉未等时容易造成泵的故障，另外爪式泵的多级串联的结构特性决定了其装配的复杂性，一般人员很难达到装配要求；而螺杆真空泵仅需严格控制定位端的一个端面间隙，及转子间的先对间隙即可，对装配人员要求相对较低。设备运行更稳定，检修更方便。排气通道复杂，在抽除可凝性气体时（例如：水蒸汽，有机溶剂气体等），在泵腔内压缩时会产生较多的液体，这部分液体进入泵的端面造成泵的负载明显变大，四级爪形线个端面，不宜抽除大量可凝性气体；

　　螺杆真空泵因其排气通道简单，进入泵内的液体可迅速排出，且轴功率无明显增加。因爪形真空泵为多级串联结构，上级与下级之间均需安装中壁形成内部通道，该内部通道在抽除粉尘等时易堵塞且不易清洗；而螺杆真空泵的级间无需通道，是直接将气体从吸气侧推送至排气侧，在抽除可凝性气体及粉尘等时不易堵塞且泵腔清洗非常方便：启动泵后直接从泵口充入水或合适的清洗剂即可将泵清洗干净。

　　2.3.3其它部分线）水环式真空泵优点：结构简单，成本低，应用范围较宽，适合抽除大量水蒸汽，有机溶剂等，对粉尘，颗粒物不敏感，可以实现对易燃易爆的气体的抽除、压缩。

　　缺点：效率较低，真空度较差，工作液的种类及温度对真空度及抽气速率影响较大，环保压力大。

　　优点：真空度高;缺点：不适合抽除水蒸汽、有机气体，不能连续抽除大气。（3）滑阀式真空泵:优点：真空度高，使用寿命要好于旋片式真空泵;

　　工作水硬度尽可能小，否则泵内容易结垢；水环真空泵的排气管路不能安装阀门，以免误操作让泵出口带压运行；

　　水环真空泵出口排水管路尽可能低（距泵中心高度不超过一米），防止工作水不能顺畅排放，影响泵的性能；

　　水环泵使用真空要避开气蚀条件，否则会影响泵的寿命；水环真空泵的供水管路要加装手动阀，调节泵的供水大小；停泵前先关供水阀，让泵内过多的工作水排出；泵的入口加装单向阀或其它类似阀门，防止停泵时工作水倒灌入系统中；在结冰的环境中使用时，停泵后将泵内工作水排放彻底，以防结冰冻裂线罗茨真空泵及螺杆真空泵：启动

　　每次启动真空泵前，操作人员要手动转动泵的联轴器，确保真空泵运转顺畅后，方可做正式启动准备。如果真空泵转动困难，请用蒸汽清洗2~3分钟，然后用N2吹扫2~5分钟，蒸汽和N2压力不高于0.2MPa,以免损坏真空泵密封。

　　检查油位是否正常，若油位过低请及时加油。开启真空泵排气口处放净阀，将管道内的冷凝液排净，以防排气阻力过大，损坏设备甚至造成人身伤害。

　　1、每日检查泵的润滑油颜色、油位，若润滑油变脏、乳化、变稀要及时排查原因，更换新油。

　　4、每日检查冷却水，出水温度是否过高，高于55℃是要注意检查分析原因冷却水供应是否充足。

　　6、被抽气体中含有可凝性气体，出口分离器内会有冷凝液积存，注意及时放，以免停机时倒吸进入泵腔内。

　　7、每次停机时要注意观察螺杆真空泵是否快速返向转动超过2秒钟，如果是，请检查单向阀是否出现故障。

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