日本爱发科ULVAC LR3601-R多级罗茨型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ULVAC LR3601-R多级罗茨型干式真空泵技术介绍

日本爱发科ULVAC LR3601-R多级罗茨型干式真空泵技术介绍：低温均热化原理与PVD/Load Lock高负荷真空应用

在半导体制造、FPD（平板显示器）生产及真空镀膜等前沿工业领域，装卸腔室（Load Lock Chamber）和PVD（物理气相沉积）工艺对真空系统的要求日益严苛——不仅需要快速排气、高频启停，还对洁净度和能效提出了更高的标准。传统真空泵在应对快速循环任务时常面临发热量大、功耗高、排气效率不足等瓶颈。爱发科（ULVAC）LR系列多级罗茨型干式真空泵正是针对这一工况而研发的专用解决方案，其中LR3601-R作为该系列面向大抽速需求的旗舰型号之一，依托多级罗茨无油容积式压缩与低温区域均热化两大核心技术，以3600m³/h最大抽速、10⁻¹Pa极限压力、适配PVD与Load Lock工艺等特性，成为面向高负荷快速排气应用的可靠选择。

一、工作原理：多级罗茨转子串联压缩与低温均热化

LR3601-R的核心工作原理建立在多级罗茨转子串联无油容积式压缩与低温区域均热化两大技术之上。

多级罗茨转子串联无油容积式压缩

LR3601-R属于多级罗茨型干式真空泵（Multi-Stage Roots Type Dry Vacuum Pump）。与传统油封式真空泵不同，多级罗茨干泵在真空室内不使用油或液体，采用多个罗茨转子级串联压缩气体，实现无油接触的干式排气。

泵的核心运动部件由多组精密啮合的三叶罗茨转子组成。两个转子在同步齿轮的驱动下以高速反向旋转，彼此之间以及转子与泵壳之间始终保持微米级的微小间隙。在一根轴上连接有多个转子，可以压缩并排出空气直至大气压。

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。这一多级串联结构将巨大的压缩比合理分配至多个压缩阶段，使每一级均在高效区间工作。

这种结构从根本上杜绝了油蒸气返流对被抽腔室的污染，在FPD、电子和半导体行业等需要更高清洁真空的环境中具有不可替代的地位。

低温区域均热化

LR系列的核心技术特征在于低温区域均热化。爱发科利用干式真空泵内部压缩过程中产生的热量，通过独特的泵体设计使热量在泵体内部均匀分布。

这一设计的背景在于：装卸腔室和PVD工艺所排出的气体主要是空气、氮气、氩气等惰性气体，不含腐蚀性或反应性气体。传统设计在这一应用场景中常存在发热量大、停机时间长等痛点。LR系列通过低温均热化技术，在保证高抽速输出的同时有效控制泵体温升，为频繁启停的快速排气应用提供了兼顾效率与可靠性的真空获取方案。

二、核心技术特点

1. 3600m³/h超大抽速，适配高吞吐量产线

LR3601-R作为LR系列面向大抽速需求的旗舰型号，采用机械增压泵两级串联设计，在装卸腔室快速排气、缩短生产节拍方面具有显著优势。在装卸腔室——作为晶圆从大气环境进入工艺腔室的中转站——需要在高频次的装载和卸载操作中快速完成抽气和破空循环。缩短装卸腔室的排气时间，直接等同于缩短生产节拍、提升设备综合利用率（OEE）。LR3601-R的3600m³/h超大抽速使这一目标成为现实。

2. 10⁻¹Pa极限压力

LR3601-R的到达压力（极限压力）可达10⁻¹Pa量级。这一压力水平可满足PVD工艺、Load Lock腔室排气等应用对基础真空度的要求。配合其多级罗茨串联结构和低温均热化设计，在频繁启停的高负荷工况下仍能保持稳定的真空性能。

3. 低温均热化，专为惰性气体工艺优化

ULVAC围绕多级罗茨型干泵构建了LR、HR、UR三大系列，分别应对不同工艺温度和气体成分的场景：

系列	泵体温控策略	目标工艺	适用气体
LR系列	低温区域均热化	PVD、装卸腔室排气	惰性气体（空气、N₂、Ar）
HR系列	高温区域均热化	CVD、干法刻蚀	含升华性物质的工艺气体
UR系列	超高温区域均热化	加热泵体+加热管线	需要高温排气的严苛工艺

数据来源：爱发科产品技术资料

LR3601-R属于LR系列，其低温均热化设计专为处理空气、氮气、氩气等惰性气体的PVD和Load Lock工艺优化。

4. ECO-SHOCK节能技术，功耗降低高达80%

LR3601-R可与爱发科ECO-SHOCK节能附件组合使用。ECO-SHOCK是爱发科的一项突破性创新——作为可搭载在现有干泵上的省电部件，它能将干泵的耗电量最大减少80%（与爱发科以往产品相比），同时还有抑制干泵发热的作用，可降低空调设备的电力消耗。在需要长期连续运行的大规模产线中，这一节能特性可显著降低电力成本和综合运营支出。

5. 无油洁净运行，杜绝碳氢化合物污染

LR3601-R的排气室内不使用任何油类介质，转子和气缸为非接触运转，可长时间稳定运行。齿轮和轴承的润滑采用油，但与气体通道严格隔离。从根源上杜绝了油蒸气和油雾的产生与返流，避免了油污染对晶圆、光学基板等精密产品的风险。

6. 高耐久性与可靠性

LR系列基于爱发科数十年真空技术积累，在结构强度、热管理与耐磨性能上均做了工业级强化设计。在大抽速应用中展现出的工艺适应性，使其可满足7×24小时连续稳定运行的需求。

三、性能参数一览（LR系列参考）

参数	LR1800	LR3601-R
最大排气速度（50Hz）	1800 m³/h	3600 m³/h
极限压力	10⁻¹ Pa	10⁻¹ Pa
泵体温控	低温区域均热化	低温区域均热化
目标工艺	PVD、Load Lock	PVD、Load Lock
适用气体	空气、N₂、Ar等惰性气体	空气、N₂、Ar等惰性气体
ECO-SHOCK兼容	○	○

数据来源：爱发科产品技术资料

四、典型应用场景

Load Lock腔室（装卸腔室）：在半导体和FPD制造产线中，装卸腔室是晶圆从大气环境进入工艺腔室的中转站，需要在高频次的装载和卸载操作中快速完成抽气和破空循环。LR3601-R的3600m³/h超大抽速和低温均热化设计，使其在这一高负荷快速排气场景中表现突出。

PVD物理气相沉积：用于溅射、蒸镀等PVD工艺的真空系统。LR3601-R排出的气体主要是空气、氮气、氩气等惰性气体。低温均热化设计在保证高抽速输出的同时有效控制泵体温升，避免对沉积工艺的温度干扰。

平板显示制造：用于FPD产线的大面积真空腔体快速排气。

真空镀膜：用于光学镀膜、装饰镀膜等需要快速建立真空环境的镀膜工艺。

一般工业真空：适用于各类需要高抽速、高频启停的洁净真空应用场景。

五、总结

LR3601-R是爱发科在低温均热化多级罗茨型干式真空泵领域的一款旗舰产品。通过多级罗茨转子串联无油容积式压缩机制与低温区域均热化技术的配合，在实现3600m³/h超大抽速和10⁻¹Pa极限压力的同时，专为处理惰性气体的PVD和Load Lock工艺优化了泵体温度控制。其ECO-SHOCK节能技术可将功耗降低高达80%，无油洁净运行杜绝了碳氢化合物污染风险。LR3601-R凭借其高抽速、低温均热化、高能效等综合特性，使其成为半导体Load Lock腔室、PVD工艺及FPD制造等需要高负荷快速排气、高频启停及洁净真空的应用场景中可靠的真空获取方案。

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