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真空泵与压缩机究竟区别在哪？

发布时间： 2024-10-16 作者：admin 分享到：
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     真空泵与压缩机作为工业领域的两大核心设备不仅广泛应用于半导体制造、航空航天、化工、医疗等多个领域，更是推动科技进步与产业升级的关键力量。本文就来探讨一下真空泵与压缩机的作用、分类、工作原理及其在现代工业中的具体应用。
一、真空泵与压缩机的作用
1.真空泵
     真空泵的核心使命在于抽除容器或腔体内的气体分子，逐步降低其内部压力，直至达到预定的真空度。这一过程对于许多高科技领域至关重要，特别是在半导体制造中，真空环境是确保芯片质量、提高生产效率的基石。
  • 晶圆制造流程
     从蚀刻、沉积、EUV光刻、离子注入到.终的检测和表征，每一个步骤都对真空度有着严格的要求。真空泵通过高效抽气，确保工艺腔内无杂质干扰，保证芯片制造的精度和稳定性。
  • 避免污染
     传统真空泵可能使用油作为密封或冷却介质，但现代半导体工业更倾向于使用干泵，以避免油蒸汽对晶圆造成的潜在污染。
2.压缩机
     压缩机则扮演了截然不同的角色，它负责将大气中的空气吸入并压缩，增加其压力，从而生成压缩空气（CDA）。CDA作为工业自动化中的关键介质，广泛应用于控制阀门、驱动气动工具及作为冷却、清洗等工艺的气体源。
  • 纯净度要求
     在半导体制造中，CDA的纯净度和干燥度至关重要。任何微量的油分、水分或微粒都可能对脆弱的晶圆造成不可逆的损害。因此，压缩机输出的空气需经过严格的过滤处理，确保达到极高的清洁标准。
  • 稳定供应
     稳定的CDA供应是保障生产线连续运行的基础。压缩机需具备高效、可靠的性能，以满足不同工艺对气体流量和压力的需求。
二、真空泵与压缩机的分类
1.真空泵的分类
  • 干泵
     作为半导体行业的主流选择，干泵以其无油、无污染的特点著称。它利用机械原理（如旋转叶片、螺杆等）或气体动力学效应（如分子筛）来实现气体的抽除。干泵通常用于粗真空的初步抽制，为后续的高真空设备（如分子泵）提供基础条件。
  • 分子泵
     分子泵是达到极高真空度的关键设备。它利用高速旋转的转子与定子之间的狭窄间隙，通过分子碰撞和动量交换的方式，将气体分子不断排出泵外。分子泵能够达到接近..零度的真空度，是半导体制造中不可或缺的高端设备。
2.压缩机的分类
  • 活塞式压缩机
     通过活塞在气缸内的往复运动来压缩气体，结构简单，维护方便，但噪音和振动较大，适用于小型或中低压应用场景。
  • 螺杆式压缩机
     采用一对相互啮合的螺杆转子，通过旋转产生容积变化来压缩气体。螺杆式压缩机具有运行平稳、噪音低、效率高等优点，广泛应用于中高压气体供应系统。
  • 离心式压缩机
     利用叶轮的旋转将气体加速并甩向外围，同时在扩压器中减速增压。离心式压缩机适用于大流量、低压力的场合，如大型空调系统和工业冷却系统。
  • 旋转叶片式空压机
     通过旋转叶片的旋转运动来压缩气体，具有体积小、重量轻、效率高等特点，常用于小型气体供应系统或便携式设备中。
三、工作原理与技术细节
1.真空泵的工作原理
  • 干泵
     以旋转叶片式干泵为例，电机驱动转子高速旋转，转子上的叶片将气体分子从进气口吸入，并通过叶片与泵壳之间的间隙将气体推向排气口。随着气体被不断压缩并排出，泵腔内压力逐渐降低，形成真空。
  • 分子泵
     分子泵的核心部件是高速旋转的转子，其上布满细小的叶片或沟槽。当转子高速旋转时，气体分子被吸入转子与定子之间的狭窄间隙，受到分子碰撞和动量交换的作用，被加速并甩向泵外。这一过程反复进行，直至泵内达到极高的真空度。
2.压缩机的工作原理
  • 活塞式压缩机
     通过活塞在气缸内的上下往复运动，改变气缸的容积，从而实现对气体的压缩。当活塞向下运动时，气体被吸入气缸；当活塞向上运动时，气缸容积减小，气体被压缩并排出。
  • 螺杆式压缩机
一对相互啮合的螺杆转子在壳体内旋转，形成一系列容积逐渐减小的密封腔室。随着转子的旋转，气体被吸入并压缩，.后通过排气口排出。螺杆式压缩机的压缩过程连续且平稳，具有较高的能效比。

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