Вакуумный клапан
Иллюстрации
Реферат
.l
А.С.Валеев, Е.В.Дмитриев, В.Б.Дубовико
Д.Б.Дубовиков, В.Л.Евдокимов, В.И.Иван
Н.А.Фатеев, И.Ш.фишель и В.A.Õðóñòàëåâ (72) Авторы изобретеиия (7l ) Заявитель (54) ВАКУУМНЫЙ КЛАПАН
Изобретение относится к оборудо,ванию, которым оснащаются системы для достижения вакуума, и может быть использовано в оборудовании,применяемом для получения микросхем, оптических и других деталей, где требу5 ется оптимизация процесса откачки . вакуумного объема.
Известны вакуумные клапаны, регулирующие процесс откачки с помощью ручных и механических приводов, тре" бующие согласования степени разряжения и степени дросселирования системы (13.
Однако эти устройства в связи с возрастанием степени интеграции не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к запыленности вакуумного (рабочего) объема, например, для оборудования, используемого в производстве больших интегральных микросхем.
Запыленность в рабочем объеме возникает вследствие того, что при технологическом процессе напыляемый материал осаждается не только на подложки, но и на стенки рабочего объема и арматуру, расположенную в нем. В начальный период откачки в рабочем объеме при открытии вакуумного клапана, отделяющего рабочий объем от насоса, возникают турбулентные потоки, которые отрывают частицы пыли, осевшие после окончания предыдущего технологического процесса на стенках рабочей камеры и арматуре, и заполняют в виде облака весь рабочий объем. По мере сни- жения давления турбулентный поток переходит в ламинарный, и частицы пыли снова оседают, но уже не только на стенках рабочего объема и арматуре, :а и на рабочие поверхности обрабатываемых изделий. Это приводит к увеличению дефектности пленок и, как следствие, к снижению выхода годных. Кроме того, турбулентные потоки иногда сдувают подложки с ло91723 дочек, что также приводит к повышению брака.
Известен клапан, содержащий корпус с проходными отверстиями, закрепленный на нем двуплечий рычаг,на одном конце которого расположена тарельчатая заслонка, приводимая в движение электромеханическим приводом t23.
Недостатком известного клапана 1в является невозможность его открытия без. возникновения турбулентных потоков газа, проходящего через клапан.
Цель изобретения - повышение равномерности откачки. 15
Указанная цель достигается тем, что в вакуумном клапане, содержащем корпус с проходными отверстиями, закрепленный на нем двуплечий рычаг, . на одном конце которого расположена тарельчатая заслонка, последняя снаб жена калиброванным отверстием, а другой конец рычага связан с подпружиненным штоком, установленным в зак- 5 репленной иа корпусе мембране.
Такое устройство позволяет вести откачку в. два этапа: сначала через регулируемое отверстие небольшого диаметра, à затем,после плавного открытия заслонки, через проходное отверстие корпуса.
На чертеже приведен вакуумный клапан, разрез.
В корпусе 1 вакуумного клапана имеется тарелка 2, шарнирно эакреп35 ленная иа рычаге 3, установленном на оси 4. Другой конец рычага 3 соединен осью 5 са штоком 6, который посредством гаек 7 вакуумно-плотно соединен с мембраной 8. йеибрана 8 вакуумно49
:плотно закреплена. нв корпусе 1 стаканои 9, сообщающимся с атмосФерой.
Шток 6 пюдпружинен пружиной 10, ycuwe которой регулируется втулкой 11.
В тарелке 2 имеется регулируемое от- 45 верстие 12 небольшого диаметра. Отверстие 13 соединяет клапан с вакуумной емкостью, а отверстие 14 - с насосом.
Устройство работает. следующим образом.
В начале откачки отверстие 14 закрыто тарелкой 2, и откачка производится через отверстие 12 небольmoro диаметра, тарелка 2 прижата к отверстию 14 усилием, создаваемым пружиной 10 и разностью давлений в объемах, находящихся со сторон
4 4 отверстий 13 и 14, разделенных тарелкой 2. Разность давлений возникает, например, за счет того, что скорость откачки вакуумного объема, находящегося со стороны отверстия
13, через отверстие 12 значительно ниже скорости откачки объема, находящегося со стороны отверстия 14, поскольку откачка его производится через трубопроводы большого сечения.
Вследствие малой скорости откачки через отверстие 12 внутри вакуумного объема турбулентные. потоки не возникают.
Пружиной 10 задают порог открытия тарелки 2. fiopor открытия тарелки 2 или давление в вакуумном объеме, при котором тарелка начинает открываться под действием атмосферного давления, действующего на мембрану 8, определяется из соотношения yrtvj M> (р .- Р о,) - Бх..п + I n9 где Ритм - атмосферное давление;
S - лощадь мембраны 8;
Р „ - давление в рабочей камере;
P — давление в трубопроводе со стороны отверстия 14;
Бкл. - площадь клапаяа; и - соотношение плеч рычага
3;
Рп< - усилие пружины 10.
Из соотношения видно что при достижении заданного порога открытия атмосферное давление Рс, „, воздействующее на мембрану 8 со штоком
6, плавно отведет тарелку 2, открыв тем самым основное отверстие 14 в стенке корпуса 1. Дальнейшая откачка производится в основном через это отверстие. Пружиной 1О задается незначительный- перепад давлений между вакуумным объемом и объемом со стороны отверстия 13, вследствие чего турбулентные вихри не возникают и при открытии основного отверстия.
Усилие пружины 10 и диаметр калиброванного отверстия 12 задаются или подбираются опытным путем в зависимости OT вакуумного объема и производительности вакуумного насоса.
Введение в вакуумные установки предлагаемого устройства полностью исключает турбулентный режим откачки вакуумного объема, что позволяет уменьшить запыленность вакуумно о объема при небольших затратах.
5 917234
Формула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Данилин Б.С., Минайчев В.Е.
Основы конструирования вакуумных систем. M., "Энергия",1971,с.234-254.
2. Королев Б.И., Кузнецов А.И., 1î Пипко А.И., Плисковский В.Я. Основы вакуумной техники. M "Энергия", 1975, с. 312 (прототип).
Составитель С.Иусаков
Редактор А.Лежнина ТехредИ. Надь Корректор Г.Огар
Заказ 1896/71 Тираж 758 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 3-35, Раушская наб, д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4
Вакуумный клапан, содержащий корпус с проходными отверстиями, закрепленный на нем двуплечий рычаг, на одном конце которого расположена тарельчатая заслонка, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности откачки, тарель.чатая заслонка снабжена калиброванным отверстием, а другой конец рычага связан с подпружиненным штоком, установленным и закрепленной на корпусе мембране.