爱发科CRYO-U16高负荷低温泵技术介绍

更新时间：2026-07-15

浏览次数：22

爱发科CRYO-U16高负荷低温泵技术解析：极低温吸附原理与半导体超高真空应用

在半导体先进制程、平板显示大面积沉积及光学精密镀膜等制造领域，超高真空环境的构建直接决定工艺良率与产品质量。爱发科（ULVAC）CRYO-U16标准低温泵作为一款16英寸口径的高负荷低温泵，依托两级GM制冷机的极低温技术，以无油洁净、超高抽速、强耐热负荷三大核心优势，成为大中型批量生产设备的标配真空源。

一、工作原理：极低温表面上的气体“捕获术"

CRYO-U16的核心工作原理建立在气体在极低温度下饱和蒸气压急剧下降这一物理定律之上。它本质上是一种“捕集式"真空泵——通过将气体冷凝并吸附在泵内部的极低温表面上，实现从高真空到超高真空的排气。

泵的核心制冷部件是一台两级GM（Gifford-McMahon）制冷机：

第一级：将温度冷却至80K以下，为整个泵体提供热辐射屏蔽层，保护第二级超低温区域免受外界热辐射干扰
第二级：将温度进一步冷却至10～20K的超低温区间，安装有低温面板，负责气体的直接冷凝与吸附

当低温面板被冷却至20K以下时，除氢、氦、氖等少数轻气体外，绝大多数气体的蒸气压将降至10⁻⁸Pa以下，气体分子一旦接触到超低温表面便会直接凝华固化并被牢牢捕获。对于氢气等无法在20K温度下充分冷凝的轻气体，CRYO-U16在低温面板上设置了由特殊多孔材料制成的吸附剂，通过物理吸附机制将其有效捕获。

与传统依赖液氮或液氦等消耗性冷却介质的方式不同，CRYO-U16采用闭式循环氦制冷机，无需频繁补充冷却液，可实现长期连续稳定运行。当低温板上捕获的气体积累到一定程度后，仅需通过升温再生流程将捕获气体释放并排出，即可恢复泵的抽气能力，重复使用。

低温泵通过以下三种方式捕获气体：

冷凝：氮气、氧气、氩气等气体接触到低于其冷凝点的低温面板时，直接凝华为固态并被捕获
吸附：氢气等不易冷凝的轻气体通过低温面板上的吸附剂进行物理吸附
低温捕集：冷凝与吸附协同作用，实现对混合气体的高效捕获

二、核心技术特点

1. 无油污染，保障工艺纯净

CRYO-U16在运行过程中不使用任何真空油或润滑剂接触气体通道。与油旋片泵等传统真空泵不同，它不存在油蒸气返流问题，能够为半导体晶圆、光学元件等精密产品提供绝对清洁的超高真空环境。这一特性对于芯片制造中薄膜沉积的均匀性、光学镜片的透光率等关键指标至关重要，直接降低了产品不良率。

2. 超高抽速，适配高负荷工艺

CRYO-U16在20℃条件下的抽气性能极为出色：

气体种类	抽速（L/s）
水蒸气	16,000
氢气	10,000
氮气	5,000
氩气	4,200

对水蒸气16,000L/s的超高抽速，使其在薄膜沉积、溅射等大量释放工艺气体的场景中优势明显，可快速将腔体压力降至工艺要求范围，显著缩短生产节拍。

3. 极限压力达超高真空

极限压力可达10⁻⁷Pa（10⁻⁹Torr），满足半导体制造、空间模拟等对真空度要求极为苛刻的应用场景。

4. 强耐热负荷，减少再生频率

CRYO-U16专门针对高负荷工艺进行了优化设计。氩气最大流量达1.4×10³Pa・L/s（11.0Torr・L/s），氩气排气容量达4.3×10⁸Pa・L（3.3×10⁶Torr・L），氢气排气容量达2.4×10⁶Pa・L（1.8×10⁴Torr・L）。大的排气容量意味着低温面板能够捕获更多气体才需再生，大幅降低了再生频次，提升了产线综合效率。

5. 快速冷却，高效启动

50Hz电源条件下冷却下降时间（动力循环）为110分钟，60Hz条件下为100分钟。配备C30VRT压缩机装置，可支持多台低温泵联动操作。

6. 长维护周期，降低运维成本

CRYO-U16的维护周期长达16,000小时。模块化结构设计便于检修，内置故障预警系统可实时监测运行状态，适配工业长时间连续运行需求。

三、性能参数一览

参数	规格
排气速度（20℃）—氮气	5,000 L/s
排气速度（20℃）—氢气	10,000 L/s
排气速度（20℃）—氩气	4,200 L/s
排气速度（20℃）—水蒸气	16,000 L/s
极限压力	10⁻⁷ Pa（10⁻⁹ Torr）
最大流量—氩气	1.4×10³ Pa・L/s
排气容量—氩气	4.3×10⁸ Pa・L
排气容量—氢气	2.4×10⁶ Pa・L
冷却下降时间（50/60Hz）	110/100 min
吸气口法兰	UVG-400
压缩机装置	C30VRT
重量	61.0 kg
维护周期	16,000小时

数据来源：ULVAC规格表

四、典型应用场景

半导体与微电子制造：用于晶圆溅射、CVD、刻蚀等设备的超高真空排气，保障薄膜沉积的均匀性与电路性能，尤其适配12英寸晶圆等大中型产线的批量生产。

光伏与平板显示：光伏电池片镀膜、FPD大面积沉积工艺中快速抽排反应气体，提升镀膜效率与产品良率，适配大规模量产线。

光学与精密制造：光学镜片、激光元件等真空镀膜，无油真空环境避免镜片污染，保障光学性能。

科研与材料研发：高校及科研机构的真空物理实验、超导材料制备、核聚变相关装置，提供洁净的超高真空环境。

航空航天与汽车：航空发动机部件真空热处理、汽车零部件PVD涂层等严苛工艺。

五、总结

CRYO-U16是爱发科在超高真空获取领域技术实力的集中体现。通过两级GM制冷机实现的极低温表面，以冷凝与吸附双重机制捕获气体分子，在不使用任何真空油的前提下实现了10⁻⁷Pa量级的超高真空。其对氮气5,000L/s、水蒸气16,000L/s的超高抽速和强耐热负荷能力，使其成为半导体、FPD、光学镀膜等制造领域大中型批量生产设备中真空核心部件。

购买渠道：本产品由深圳市京都玉崎电子有限公司负责中国区销售与技术支持。公司地址位于深圳市龙华新区梅龙大道906号创业楼。客户可通过化工仪器网商铺或直接联系销售团队进行产品咨询与订购。深圳京都玉崎凭借供应链体系和专业技术服务团队，为客户提供从选型咨询、现货供应到售后支持的一站式采购体验。

上一篇：爱发科GLD-N051双级油旋片真空泵技术介绍
下一篇：光电二极管在光学编码中的应用介绍