3511

казателями шума и энергопотребления, при этом считаются довольно эффективными.

Рис. 57. Спиральный насос

Сухие диафрагменные насосы

Объёмный насос, рабочий орган которого — гибкая пластина (диафрагма, мембрана), закреплённая по краям; пластина изгибается под действием рычажного механизма (механический привод). Диафрагменные насосы (рис. 58) специально разработаны для лабораторного применения. Они имеют небольшие габариты, а также низкий уровень шума и энергопотребления. Механизмы насосов изготавливаются из коррозионностойких материалов, что позволяет работать с химически активными веществами. Однако не стоит забывать,

81

что в отличии от спиральных насосов не рассчитаны на большие объемы, в отличии от спиральных насосов.

Рис. 58. Диафрагменный насос

Откачные посты

Высоковакуумные откачные посты (рис. 59) – это установленные на единой платформе форвакуумный насос, высоковакуумный турбомолекулярный насос и управляющий контроллер, который также имеет возможность подключения вакуумных преобразователей и при необходимости осуществляет связь с компьютером.

В зависимости от поставленных задач и индивидуальных требований может быть выбрана универсальная серия постов или сборка из нескольких – все зависит от объема поставленных задач. Высоковакуумные откачные посты являют-

82

ся основными вакуумными системами на современных автоматизированных производствах.

Рис. 59. Высоковакуумный откачной пост

Турбомолекулярные насосы

Турбомолекулярные и гибридные молекулярные насосы (рис.60) позволяют получать высокий и сверхвысокий вакуум. Данный тип насосов сочетает в себе невысокую стоимость, высокую надежность и ремонтопригодность (замена опорного подшипника занимает десять минут и не требует последующей балансировки ротора). Насосы обычно имеют интегрированный управляющий модуль, а также могут подключаться к дополнительному измерительному контроллеру TIC.

Не стоит забывать о турбомолекулярных насосах с магнитным подвесом ротора, потому что это оптимальный выбор для задач, где требуются длительная непрерывная эксплуатация, полное отсутствие углеводородов, минимальное

83

обслуживание и малая вибрация. Насосы выпускаются в различных исполнениях: как для создания сверхвысокого вакуума, так и для откачки больших газовых потоков, в том числе агрессивных сред.

Рис. 60. Турбомолекулярные и гибридные молекулярные насосы

Крионасосы

Крионасосы (рис. 61) являются лучшим решением для получения абсолютно без масляного вакуума и высокой быстроты откачки: в имитаторах космического пространства, полупроводниковой промышленности, фундаментальных исследованиях. В современных крионасосах для достижения криотемператур используются криорефрижераторы, работающие на газообразном гелии, что позволяет полностью отказаться от жидкого азота, водорода и гелия. Специальные модификации крионасосов позволяют производить селективную откачку различных газов, например, ксенона. Из всех рассмотренных ранее насосов являются самыми дорогими и перспектив-

84

ными разработками, однако по производительности им нет конкурентов.

Рис. 61. Крионасос

Вопросы

1.Причина использования вакуума.

2.Применение испарителей в высоком вакууме.

3.Методы испарения.

4.Методы анализа поверхности.

5.Особенности LEED метода.

6.Особенности RHEED метода.

7.Особенности и отличия SIMS и AES спектрометрии.

8.Вакуумное напыление в микроэлектронике, особенности методов.

9.Вакуумная пайка, виды и особенности.

10.Вакуумноекорпусирование, методы и проблемы в массовом производстве.

11.Перспективные разработки для вакуумных систем, виды насосов и описание их конструкции.

85

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном учебном пособии максимально подробно были рассмотрены способы создания вакуума, а так же часть оборудования, которая требуется для работы вакуумных установок. На основании открытых источников было рассмотрено применение вакуума в промышленном производстве, также отдельные аспекты технологии вакуумного производства. Отдельно было сказано про перспективные разработки и технологии, которые получили широкое распространение. В приложениях и таблицах к данному пособию можно найти технические характеристики новейших установок и их узлов.

Данное пособие должно быть отличным подспорьем для студентов, в нем постарались собрать самую актуальную информацию, которая может пригодиться не только научной, но и практической деятельности.

86

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Королев, Б.И. Основы вакуумной техники: учебник для учащихся техникумов [Текст] / Б.И. Королев, В.И. Кузнецов, А.И. Пипко, В.Я. Плисковский. – М.: Энергия, 1975. – 416 с.

2.Данилин, Д.С. Вакуумные насосы и агрегаты [Текст]

/Д.С. Данилин. – М.: Государственное энергетическое изда-

тельство, 1957. – 112 с.

3.Лекк, Дж. Измерение давления в вакуумных системах [Текст] / Дж. Лекк – М.: Издательство Мир, 1966. – 208 с.

4.Розанов, Л.Н. Вакуумная техника учебник для вузов [Текст] / Л.Н. Розанов. – М.: Высш. школа, 1982. – 207 с.

5.Иванов, В.И. Безмасляные вакуумные насосы [Текст]

/В.И. Иванов. – М.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980.

– 160 с.

6.Левин, Г. Основы вакуумной техники, пер. с англ. [Текст] / Г. Левин. – М.: Энергия, 1969. – 272 с.

87

1.1.Цель пособия……………………………….........……... 3

1.2.Краткая историческая справка………………….......…. 3

1.3.Единицы измерения………………………..........……... 4

1.4.Теория газов………………………………........………..5

2.2.Измерительные приборы……………….........………... 38

2.2.1.Термопарный манометр……………........…….........38

3.Некоторые применения вакуума…………..…….......…...... 47

3.1.Общие вопросы…………………………….......……..... 47

3.2.Испарители……………………………….......……........ 48

3.3.Анализ поверхности…………………….......……….....50

3.4.Практическая сторона вакуума………............…….......55

3.4.1.Вакуумное напыление в микроэлектронике........… 55

3.4.2.Вакуумная пайка…………………………….......…...57 Пайка с использованием флюса…………................……..59

88

Азот……………………………........………....................... 59 Формир-газ…………………………………....................... 59 Пайка без использования флюса………….................…... 60

Пайка в парах муравьиной кислоты……................…...... 60

Пайка в водороде………….………....................……….....61

Пайка с использованием плазмы…………................……61 Оборудование для пайки в вакууме….................……...... 63

3.4.3.Вакуумное корпусирование……....………………...68 Причины деградации вакуума внутри герметичного объема МЭМС…………………...........................................70 Геттер…………………………....................……….….….. 72

3.4.4.Перспективные разработки вакуумных систем....... 79

Пластинчато-роторные насосы………................……....... 79 Сухие спиральные насосы…………………....................... 80

Сухие диафрагменные насосы……………................….... 81 Откачные посты………………………….…...............….... 82 Турбомолекулярные насосы……………….............……... 83 Крионасосы………………………………….................….. 84

Заключение……………………………………......………….....86 Библиографический список………………….....…………....... 87

89