Разработка методов и средств повышения эффективности действия турбомолекулярных насосов в составе вакуумных систем оборудования электронной техники

• Автор: Леонов, Леонид Борисович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Вакуумные системы современного технологического и физикоаналитического оборудования электронной техники на основе турбомолекулярных насосов. 1.1 Общая характеристика.
1.2 Вакуумнотермическая обработка приборов вакуумной электроники с использованием высоковакуумных турбомолекулярных насосов.

1.3 Оборудование ионной имплантации.

1.4 Оборудование для осаждения плнок из сепарированных ионных потоков.

1.5 Оборудование для осаждения плнок методом ионного распыления.

1.6 Физикоаналитическое оборудование электронной техники.

1.7 Магистральномодульный комплекс сверхвысоковакуумной лучевой технологии.

1.8 Массспектрометрический гелиевый течеискатель на основе турбомолекулярного насоса.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Анализ работ по исследованиям и разработке турбомолекулярных насосов. 2.1 Обзор теоретических и прикладных вопросов создания турбомолекулярных насосов.
2.2 Классификация турбомолекулярных насосов по конструктивному выполнению их основных узлов.
2.3 Ступени турбомолекулярных насосов.
2.4 Возникновение откачивающего действия у движущихся и неподвижных наклонных каналов ступеней турбомолекулярных насосов.
2.5 Оценка прочности роторных ступеней турбомолекулярных насосов.
2.6 Обсуждение работ по теоретическим и прикладным вопросам создания турбомолекулярных насосов.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Вопросы теории, расчта и конструирования турбомолекулярных насосов. 3.1 Графоаналитическая модель переноса молекул газа через каналы, роторной ступени турбомолекулярного насоса.
3.2 Метод расчта вакуумных характеристик проточной части ТМН без учта потоков газовыделений с е рабочих поверхностей.
3.3 Анализ закономерностей процесса откачки газа турбомолекулярным насосом.
3.4 Быстрота действия ТМН по смеси газов.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Расчт проточной части ТМН. 4.1 Принцип оптимизации вакуумных параметров ТМН.
4.2 Методика расчта оптимальной проточной части ТМН.
4.3 Исследование вакуумных характеристик ТМН для различных условий работы.
Выводы по главе 4.
Глава 5. Экспериментальные исследования турбомолекулярных высоко вакуумных насосов 5.1. Становление и развитие методов экспериментальных исследований
5.2 Методика испытаний вакуумных характеристик ТМН.
5.3 Экспериментальное оборудование. Результаты испытаний.
5.4 Оценка точности и воспроизводимости измеренных величин.
5.5 Получение безмасляного вакуума при помощи ТМН, имеющего масляные опоры вращения роторных ступеней, и масляный форвакуумный насос.
Выводы по главе 5.
Заключение.
Список литературы


Вакуумные системы современного технологического и физикоаналитического оборудования электронной техники на основе турбомолекулярных насосов 1. Сочетание уникальных, присущих турбомолекулярным насосам ТМН физических и эксплуатационных характеристик, выгодно отличающих их среди высоковакуумных средств сорбционной и объемной безмасляной откачки определило высокую эффективность применения ТМН в научных и производственных приложениях технологии высокого вакуума. Па. ТМН широко используются также в вакуумных системах физикоаналитического и научного оборудования различного назначения. Вакуумнотермическая обработка мощных приборов вакуумной электроники состоит в формировании остаточной газовой среды и получения предельного вакуума в его объеме в процессе откачки и обезгаживании при нагреве рис. Высоковакуумная откачка прибора с металлокерамической оболочкой осуществляется турбомолекулярным насосом 1. Рабочее разрежение в камере установки и предварительное разрежение на выходном патрубке турбомолекулярного насоса создается двухтрубопроводной централизованной вакуумной системой 2. Вакуумопровод 3 и высоковакуумный затвор 4 прогреваются до температуры С нагревателями 5 и 6. Герметизация мощного СВЧ прибора по завершении процесса откачки при температуре 0 С осуществляется герметично введенным во внутренний объем камеры 9, механизмом 7, действующим от гидропривода 8. Графики процесса откачки прибора с металлокерамической оболочкой показаны на рис. Графики показывают, что процесс откачки более эффективен при откачке прибора в вакуумной камере равный 5 часам, который существенно меньше, чем в газонаполненной камере с продолжительностью откачки прибора, равной 5 часов. Это легко объяснить тем, что заполнение камеры инертным газом например Аг при обезгаживании прибора в интервале температур от до 0 С способствует диффузии водорода через оболочку прибора в технологическую газонаполненную среду камеры с последующей обратной диффузией в объем прибора. Рис. Принципиальная схема откачногр поста . Рис. Процессы откачки прибора с металлической оболочкой . Рис. Вакуумная схема оборудования для откачки приборов со стеклянной оболочкой. Учитывая, что легкие газы в данном случае Нг хуже откачиваются через штенгель, то, естественно, происходит увеличение времени цикла. Таким образом, процесс откачки прибора в вакуумной камере более эффективен. На рис. Ионная имплантация является основным технологическим процессом для модификации электрофизических, химических, оптических, механических и других поверхностных слоев материалов. Основным недостатком ионной имплантации является возникновение в имплантируемом материале радиационных дефектов, которые требуют проведения операции отжига . Ионная имплантация в микроэлектронике получила широкое применение, вытеснила применявшиеся ранее процессы диффузии и является основным технологическим процессом в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также при осуществлении ионного перемешивания тонкопленочных покрытий в нанотехнологии. Для обеспечения в ионопроводе и рабочей камере высокого безмасляного вакуума следует использовать турбомолекулярные вакуумные насосы, не загрязняющие остаточную газовую среду углеводородными соединениями. На рис. Везувий 7 на базе ТМН, из которой видно, что средства откачки компонуются таким образом, чтобы в каждой функциональной зоне были созданы требуемые вакуумные условия. Для процессов ионной имплантации весьма важен состав остаточной газовой среды в области мишени. Загрязнение ее поверхности парами масел недопустимо и следует в этой области иметь дополнительное средство безмасляной откачки, например, турбомолекулярный или ионногеттерный насос. Важным достоинством ионной имплантации является возможность модификации поверхностных. Известно, например, что в сталях после ионной имплантации микротвердость возрастает в несколько раз. Рис. Вакуумная схема установки ионной имплантации Везувий 7 . Рис. Схема установки ионнолучевого осаждения плнок из сепарированных ионных потоков .