日本爱发科HR60高温区域均热化干式真空泵技术介绍

更新时间：2026-07-17

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日本爱发科HR60高温区域均热化干式真空泵技术介绍

爱发科HR60高温区域均热化干式真空泵技术介绍：多级罗茨无油压缩原理与半导体CVD工艺应用

在半导体CVD（化学气相沉积）、干法刻蚀等高温工艺场景中介绍，工艺气体常含有氯化物、氟化物等腐蚀性成分及升华性副产物。这类物质在低温环境下容易冷凝沉积，导致泵内部件腐蚀、转子卡滞甚至停机。爱发科（ULVAC）HR系列高温区域均热化干式真空泵针对这一痛点开发，其中HR60作为该系列的入门型号，依托多级罗茨无油容积式压缩与高温区域均热化两大核心技术，为CVD、刻蚀等含腐蚀性气体的工艺提供了可靠的真空解决方案。

一、工作原理：多级罗茨无油容积式压缩

HR60的核心工作原理建立在多级罗茨无油容积式压缩这一物理机制之上。它本质上是一种干式容积真空泵——通过多组精密啮合的罗茨转子同步反向旋转，周期性地改变转子与泵壳之间形成的封闭腔体容积，实现气体的吸入、压缩与排出。

泵的核心运动部件由多组精密三叶罗茨转子组成：

非接触式运转：多组罗茨转子在同步齿轮驱动下以相反方向高速旋转，转子之间以及转子与泵壳之间始终保持微米级的微小间隙，无需任何润滑油作为密封介质。这一设计从根源上杜绝了油蒸气的产生与返流。
多级容积式压缩：HR60采用多级罗茨结构，气体由进气口吸入后，依次经过每一级罗茨转子的压缩。每一级转子将气体推入下一级，腔体容积沿输送方向逐级缩小，气体被逐步压缩至大气压以上，最终从排气口排出。多级结构的优势在于将巨大的压缩比（从数帕至大气压）合理分配至多个压缩阶段，使每一级均在高效区间工作。
无油密封与冷却：轴承和齿轮等旋转部件的润滑油通过精密轴封严格隔离，确保气体接触区域不使用任何油类介质。泵体采用水冷方式进行冷却，冷却水流量需大于5.0L/min，确保泵体在高温工艺环境下稳定运行。
高温区域均热化：HR60的核心技术特征在于对泵体内部实施高温区域均热化处理——通过加热系统将泵腔整体维持在较高温度，使CVD、刻蚀工艺中产生的副产物（如氯化铵、氟化铵等）在到达泵腔冷凝之前即被排出。这一设计有效防止了副产物在泵内壁和转子表面的附着与堆积。

二、核心技术特点

1. 高温区域均热化，应对腐蚀性工艺

HR60专门针对CVD、干法刻蚀等产生升华性物质的工艺进行了优化。泵体内部通过加热系统实现整体均热化，使泵腔温度维持在副产物冷凝点以上。这一设计的实际价值在于：

防止副产物冷凝沉积：避免氯化物、氟化物等腐蚀性物质在泵腔内壁和转子表面附着
延长部件寿命：减少腐蚀性物质对泵体金属材料的化学侵蚀
降低停机维护频率：减少因副产物堆积导致的转子卡滞和性能衰减

2. 高抽速，适配批量生产

HR60在50Hz电源条件下的最大排气速度达62m³/h（约1030L/min），60Hz条件下达80m³/h（约1333L/min）。这一抽速区间适用于中型CVD设备、刻蚀机及批量生产型真空系统，可在较短时间内完成腔体抽空。

3. 到达压力满足工艺需求

HR60的到达压力（极限压力）为5Pa，可满足CVD、刻蚀等工艺对基础真空度的要求。配合其高温均热化设计，在含腐蚀性气体的工艺环境中仍能保持稳定的真空性能。

4. 水冷散热，适配高温工艺

HR60采用水冷方式散热，冷却水流量需大于5.0L/min，冷却水一次压力范围为0.1～0.3MPa，出入口压差需大于0.1MPa。水冷设计的优势在于：

高效散热：在高温工艺环境下有效控制泵体温度
温度稳定：水冷系统可精确控制冷却水温度，保持泵体热平衡
适配高温环境：适用于CVD、刻蚀等产生大量热量的工艺场景

5. N2吹扫与气镇功能

HR60配备N2吹扫和气镇功能，进一步提升了在腐蚀性工艺环境中的可靠性：

轴封N2吹扫：流量为5SLM，防止腐蚀性气体侵入轴承和齿轮区域
气镇N2吹扫：流量范围为0～45SLM，可根据工艺需求调节，用于稀释和排出可凝性气体

6. 紧凑结构与标准接口

HR60的吸气口径为VG50（KF50），排气口径为KF40。标准化的接口设计便于与现有真空管路系统快速对接。整机质量180kg，在同类60m³/h抽速的干式真空泵中具有较好的紧凑性。

三、性能参数一览

参数	规格
最大排气速度（50Hz）	62 m³/h（约1030 L/min）
最大排气速度（60Hz）	80 m³/h（约1333 L/min）
到达压力	5 Pa
最大排气压力（吸入压力）	大气压
吸气口径（CE规格）	VG50（KF50）
排气口径	KF40
冷却方式	水冷
冷却水流量	>5.0 L/min
冷却水一次压力	0.1～0.3 MPa
冷却水出入口压差	>0.1 MPa
轴封N2吹扫流量	5 SLM
气镇N2吹扫流量	0～45 SLM
电源	三相 200V（50/60Hz）、220V（60Hz）
稳定时电流（200V）	7.1 A
最大值电流（200V）	7.3 A
质量	180 kg

数据来源：ULVAC规格表

四、典型应用场景

半导体CVD：在化学气相沉积工艺中，HR60的高温区域均热化设计可有效防止反应副产物在泵腔内冷凝沉积，保障工艺的连续稳定运行。

干法刻蚀：用于等离子刻蚀设备的真空排气，处理含氟、含氯等腐蚀性工艺气体。

平板显示制造：适用于FPD（平板显示）制造中的沉积和刻蚀工艺。

太阳能电池制造：用于光伏电池片镀膜工艺的真空系统。

一般工业CVD：适用于各类工业级CVD设备的真空排气。

五、总结

HR60是爱发科在高温工艺干式真空泵领域的一款代表性产品。通过多级罗茨无油容积式压缩机制与高温区域均热化技术的配合，在实现62m³/h（50Hz）最大抽速和5Pa到达压力的同时，有效解决了CVD、刻蚀等工艺中副产物冷凝沉积的行业痛点。其水冷散热、N2吹扫与气镇功能等设计，使其成为半导体CVD、干法刻蚀及平板显示制造等含腐蚀性气体工艺场景中可靠的真空获取方案。

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