Введение
1. Цель работы: закрепить знания, полученные при изучении дисциплины «Основы вакуумной техники», по проектированию и расчету откачной вакуумной системы технологического оборудования микроэлектроники. Студент должен рассчитать газовые потоки, правильно и обоснованно выбрать откачные средства, рассчитать проводимости соединительных трубопроводов, оценить совместимость откачных средств, определить фактическую быстроту откачки и перепады давления в трубопроводах, а так же на основании проведенных расчетов выбора типоразмеров откачных средств, затворов и вентилей, выполнить чертеж вакуумной системы (в эскизном исполнении).
1. Расчет высоковакуумной магистрали
1.1 Определение стационарного газового потока
,
где - поток газа, определяющийся технологическим выделением газа из нагреваемых элементов внутрикамерных устройств,
- натекание через уплотнения рабочей камеры,
- диффузное газовыделение,
- газовыделение от подложки.
,
,
, где - газовыделение рабочей камеры,
, [лит-ра 2, стр. 64–65]
- внутренняя поверхность камеры,
где - размеры рабочей камеры,
-размеры присоединительного фланца;
,
, где - удельное газовыделение материала (Cu) при
заданной температуре, [см. лит-ра 3, стр. 471, приложение]
,
- объем подложкодержателя,
- плотность меди,
, [см. лит-ра 4, стр. 115, табл38]
- время газовыделения;
.
Тогда стационарный газовый поток равен
.
1.2 Предварительный выбор высоковакуумного насоса
Ориентировочная быстрота откачки рабочей камеры диффузионным насосом
.
Быстрота действия диффузионного насоса
,
.
По быстроте действия в диапазоне впускных давлений выбираем насос НВД-1400 с характеристиками (литература 2, стр. 254, табл. 10.6):
Быстрота действия .
Предельное остаточное давление .
Наибольшее выпускное давление .
Расход охлаждающей воды .
Мощность электронагреватель 2,2 кВт.
Габаритные размеры .
Масса .
Объем масла .
Условный проход фланца:
входного .
выходного ;
Требуемая быстрота действия форвакуумного насоса .
1.3 Расчет проводимостей и выбор элементов высоковакуумной магистрали
Расчет проводимости шевронно-конической ловушки
, где - удельная проводимость ловушки
- (литер. 2, стр. 258, табл. 11.1),
- площадь входного отверстия ловушки
,
- задаваемый размер.
.
Проверим режим течения в ловушке:
давление в ловушке:
, где - давление на входе в насос ,
– быстрота действия насоса,
.
Выражение – режим молекулярный.
Расчет проводимости трубопровода (е)
Задаем диаметр трубопровода .
Проводимость участка
. [литер. 2, стр. 41, формула. 3.58]
Найдём отношение
[литер. 2, стр. 41, табл. 3.3],
.
Проверим режим течения в трубопроводе (е):
давление в трубопроводе:
.
Выражение – режим молекулярный.
Проводимость затвора
Выбираем затвор РСУ 1 А -200 [литер. 2, стр. 109, табл. 7.1] с проходным диаметром и проводимостью .
Проверим режим течения в затворе
давление в затворе:
.
Выражение – режим молекулярный.
Расчет проводимости трубопровода (д)
Задаем диаметр трубопровода .
Проводимость участка
.
Найдём отношение
[литер. ............
