分子增压泵的一个闪光之处

1、 分子增压泵的一个闪光之处 龚建华 储继国 一颗明亮的星悬掛在天空无疑是瞩目的，但若它在不停地闪烁则会更加吸引人们的眼球。分子增压泵进入市场其意义不仅仅在于独立的知识产权，更在于它代表了先进的生产力。如何让行业接受它，宣传是必不可少的，而介绍它的闪光点更具意义。关于商品的宣传历来都颇有微词，“好酒不怕巷子深”是有哲理，但环境污染了，末必就能闻到醇香。还有一种说法：市场上叫得最响的，肯定是假货。这话现今也有失偏颇，市场经济让大家的宣传意识增强了，是货就得宣传，要不那些明星们怎么那么热衷于做广告，他们叫买的东西也不全是假的。何况把宣传建立在科学的依据上，有识之士会作出理性的判断，不会盲目上当的。更

2、何况在自家的园地里吹吹打打，即使有不实之处，危及社会也不会过甚。 本文所要介绍的是如何用一、两台分子增压泵而让几百万甚至数千万的设备产能或效率提高20%-30%。咋一听，有些吹牛，还是看完之后再判断是否有道理。这里所说的设备仅涉及磁控溅射镀膜生产线，虽含盖范围不广，但目前国内各种类型的溅射镀膜生产线不少于几百条。有 Low-e膜生产线,ITO膜生产线,亚克力板材镀膜生产线等。除了以平面板材为基片的，还有沉积异型工件的生产线，如太阳能集热管、各种反光灯罩等。这些生产线自动化程度高，产能巨大，是真空技术应用的一个重要领域，与国民经济有着密切的关系。 上述列举的形形色色的生产线从结构上讲都是雷同的。

3、进线端有进片室（基片或工件）、缓冲室、过渡室；出线端亦有对称的室体。中间部分为镀膜区域，一般由多个甚至十几个气氛独立的沉积室体组成。基片连续经过生产线，在每个室体都要滞留一段时间，这些时间段中最长的则为整条生产线的节拍，在每一节拍内，输入待镀工件及输出成品工件。因此，节拍决定了效率。而往往节拍由进片室决定，因为进片室的功能包含了最多的动作，如开阀、输入基片、关阀、抽气、打开缓冲室阀、输出基片、关闭缓冲室阀、放气、再一次打开进片室阀门。除了抽气，其它各种动作虽很简单，时间上却没有余量。由于后续的缓冲室均由涡轮分子泵或油扩散泵抽气，所以进片室的抽气压力不能太高，必须在数帕的范围，这就使该室必须要有

4、一定的抽气时间。其它室体由于实现功能的动作较少，尤其是溅射阴极数量多，功率大，沉积速率高，相比之下，基片滞留时间的瓶颈必然在进片室，所以生产线的节拍决定于进片室。 如要提高生产线的效率，就必须缩短进片室的节拍。由于进片室的功能所要求的动作，除了抽气以外是没有余量的，所以要缩短节拍唯一的办法就是减少抽气时间。而要达到这一目的可有两种方法。其一，若要保证抽气压力不变，只能是增强机组的配置。其二是提高抽气压力，这虽能缩短抽气时间，但使缓冲室真空机组增大了负荷和风险。进片室的抽气范围是从大气压至几帕，一般配置高能耗的中真空机组，如罗茨滑阀机组，或罗茨旋片机组。如果用前一种方法，除增加机组的代价外，能耗

5、亦会成倍增加，因此算不上一种明智之举。曾有某一引进的Low-e膜生产线，就是为了缩短进片室20秒的抽气时间，用了数十万美金按原配置增加了一整套进口的真空泵组，可见代价之大。而采用后一种方法，除了缩短的抽气时间非常有限，后续室体的涡轮分子泵的风险也会增大。例如某一ITO膜生产线,将进片室抽气压力由几帕提高到30帕,这样仅能缩短数秒钟的抽气时间，而相邻的缓冲室起始抽气压力则要达到十几帕，这对于涡轮分子泵并不是适宜的。 比较上述两种方法，显然提高进片室的抽气压力是一种较为理想的方案，但必须大幅度提高，比如两个数量级，才能更多地缩短抽气时间，更显著提高效率。可惜，缓冲室传统配置的抽气机组只能是涡轮分子

6、泵机组或油扩散泵机组，这两种高真空泵最佳工作压力必须不高于8x10-2Pa,大幅度提高进片室的抽气压力将是这两种真空泵无法承受的。然而将分子增压泵用于缓冲室抽气则是该泵的一个闪光之处，由于分子增压泵可以从100 Pa开始抽气,并在节拍时间内按需要进入10-3Pa(适当配置)。因此进片室的抽气压力可以提高到200Pa,能够明显缩短抽气时间,并给进一步缩短提供了可能。 以前面所言及的ITO膜生产线为例，该生产线进片室配置的为ZJ600罗茨泵与2X70旋片泵真空机组，缓冲室配置的为F1200涡轮分子泵高真空机组。真空室体积为3，进片室节拍为75秒，其中抽气时间为50秒，从大气抽至30Pa。如用分子增

7、压泵取代缓冲室的涡轮分子泵，则可将进片室抽气压力提高到200Pa，这样在开启缓冲室阀门后，缓冲室平衡压力为100Pa，这正是分子增压泵能够切入抽气的压力。至于如此改造能使进片室缩短多少抽气时间可作如下分析：首先，由于大幅提高了抽气压力，进片室抽气机组中的罗茨泵可以拆除，仅用旋片泵抽气。从大气压到200Pa约3个数量级，按高压强抽气规律时间降低一个数量级，为时间常数，则7时间内可以达到200Pa。若用一台2X70抽气，为7秒，7约50秒，显然没有效果。若用2台2X70抽气，为秒，7约为25秒，则抽气时间可以缩短25秒，效率提高30%以上。若用3台2X70抽气，为秒，7约为17秒，抽气时间缩短33秒，效率提高接近50%。然而，即使进片室增加1-2台旋片泵，总体配置或功耗几乎并末增加，拆除的ZJ600罗茨泵价格和功率均超过2X70;缓冲室用分子增压泵取代涡轮分子泵,可同时撤除机组的罗茨泵,甚至降低前级泵的配置。 另外，多快和好省虽是人们同时所追求的，但却并不总是孪生的。而在上述的改造中却幸运地结合在一起。由于避开了最易返油的范围（）,所以进片室的油蒸汽污染甚至可以降低至质谱仪检测不出的程度，因此，可以显著提高镀膜产品的质量。亚克力镀膜改造前后设备真空转换室缓冲室镀膜室等ZJ6002X-702X-702X-30ZJ30