一、概述與產(chǎn)品定位

ULVAC 愛發(fā)科 HR90 是日本真空技術龍頭愛發(fā)科（ULVAC）旗下 HR/UR 系列多級羅茨干式真空泵中的中堅型號。HR 系列基于愛發(fā)科有的高溫均熱化（High-temperature Uniform Heating）技術，通過有效利用泵體內(nèi)部的壓縮熱，在 CVD（化學氣相沉積）、干法蝕刻等硬工藝（Hard Process）中實現(xiàn)了高的耐久性和穩(wěn)定性。

HR90 的命名中包含兩層含義：“HR”代表“High-temperature”，即其專門為需要高溫運行環(huán)境的工藝而設計；“90”則指向其 90 系列定位，與 HR60 和 HR180 共同構成了該產(chǎn)品線在中抽速段的主力產(chǎn)品矩陣。

在 HR/UR 系列產(chǎn)品矩陣中，HR 系列針對 CVD 和蝕刻工藝專門優(yōu)化，LR 系列設計用于低溫運行場景（如 Load Lock 或 PVD 工藝），而 UR 系列則面向需要加熱泵體、加熱氣體管路和/或加熱排氣管路的更高溫度工況。

二、多級羅茨型干泵的工作原理

2.1 羅茨型干泵的基本原理

羅茨型干泵是一種在真空腔室中不使用油或液體的機械真空泵。在 FPD（平板顯示器）、電子和半導體制造等行業(yè)，為了提升產(chǎn)品良率和設備可維護性，對無油潔凈真空環(huán)境的需求日益增長，羅茨型干泵是目前應用廣泛的干式真空泵類型之一。

羅茨型干泵的核心結(jié)構包括：泵殼內(nèi)部裝有兩個三葉形狀的轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)體），轉(zhuǎn)子通過一對齒輪以相同轉(zhuǎn)速、相反方向同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間不直接接觸，而是保持著精密的微小間隙進行非接觸式旋轉(zhuǎn)，對氣體進行逐級壓縮和輸送。由于泵頭內(nèi)部不使用真空油，且轉(zhuǎn)子和氣缸無接觸運行，因此可以實現(xiàn)清潔排氣，并實現(xiàn)長時間穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2.2 HR90 的技術架構

HR90 采用多級羅茨結(jié)構，將多級轉(zhuǎn)子集成于同一泵軸之上，使氣體經(jīng)過多級壓縮后達到大氣壓并排放。齒輪和軸承所需的潤滑脂通過特殊的密封結(jié)構被嚴格隔離，防止?jié)櫥橘|(zhì)進入泵腔。這種設計從根源上杜絕了油蒸汽返流污染真空腔室及工藝介質(zhì)的風險。

三、核心技術優(yōu)勢

3.1 高溫均熱化技術——硬工藝的耐久性保障

HR90 最核心的技術突破在于其 “高溫均熱化”設計。一般的干式真空泵在處理 CVD、蝕刻等硬工藝時，容易因工藝氣體產(chǎn)生的可升華副產(chǎn)物在泵腔內(nèi)部凝結(jié)而導致故障甚至卡死。HR 系列通過在整個泵體高溫范圍內(nèi)實現(xiàn)極其均勻的熱分布，有效利用壓縮過程中自然產(chǎn)生的熱量，將可升華的廢氣物質(zhì)（如反應副產(chǎn)物）維持在氣態(tài)下排出，從而避免了其在泵腔內(nèi)部沉積。

具體而言，愛發(fā)科采用獨特的鋁合金泵體設計，實現(xiàn)了整個泵體高度的溫度均勻性，從而保證泵在所有級段均維持在高溫狀態(tài)，這對預防工藝副產(chǎn)物的沉積至關重要。

3.2 ECO-SHOCK 節(jié)能技術——大幅降低運行能耗

HR90 可與愛發(fā)科的 ECO-SHOCK 技術組合使用。在輕工藝過程中（如抽空氣或氮氣時），ECO-SHOCK 可以將待機功耗減少高達約70%；在一些特定輕工藝場景下，與 ECO-SHOCK 結(jié)合使用時功耗降低甚至可達約 88%。對于需要長時間連續(xù)運行的半導體產(chǎn)線，這一優(yōu)勢意味著顯著的電費節(jié)約和碳排放降低。

3.3 耐腐蝕性能

HR90 內(nèi)部主要部件經(jīng)過特殊的表面處理，具有高表面硬度和優(yōu)異的耐腐蝕性。在排出腐蝕性氣體時，該處理能有效減少泵內(nèi)部的腐蝕和磨損，顯著延長泵的使用壽命并降低維護頻率。

3.4 氦氣密封與電機安全

HR90 搭載了罐裝電機（Canned Motor） 結(jié)構，形成了密閉性高的密封結(jié)構，實現(xiàn)了“零泄漏”運行。這一設計不僅確保了運行安全，還大幅降低了維護難度，同時使泵體結(jié)構更為緊湊。

3.5 電源中斷保護

HR90 具備出色的抗電源中斷能力，能夠耐受長達 1000 毫秒的電源中斷。在電網(wǎng)瞬時波動的工況下，泵不會因短暫斷電而異常停機，這對保障半導體產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。

3.6 智能監(jiān)控與通信功能

HR90 配備的通信與監(jiān)控系統(tǒng)，可實時讀取泵的運行狀態(tài)參數(shù)，并記錄警告/報警歷史數(shù)據(jù)。通過專用軟件和計算機通信，可以實現(xiàn)對多臺泵的集中監(jiān)控與狀態(tài)管理，便于設備維護和故障預警。

四、詳細技術參數(shù)

以下是 HR90 的核心技術參數(shù)匯總（數(shù)據(jù)來源基于 50Hz 工況，60Hz 下參數(shù)會相應提升）：

補充說明：HR90 兼容 CE 標準配置（可選），其潤滑脂采用 BARRIERTA J100F/J100FE 專用潤滑脂，用量約為 0.9L；軸承潤滑脂為 BARRIERTA JFE552HV，約 30g。

五、主要應用場景

HR90 憑借其高溫均熱化、耐腐蝕性強和穩(wěn)定耐用的技術特性，廣泛應用于以下高清潔度要求的工藝場景：

半導體和電子器件制造：

• CVD 設備（包括 PECVD、ALD）排氣系統(tǒng)

• 干法蝕刻設備

• 等離子灰化/去膠設備

• 離子清洗設備

真空薄膜工藝：

• 濺射沉積設備

• 真空蒸發(fā)鍍膜設備

• 熱處理爐及真空燒結(jié)爐排氣系統(tǒng)

產(chǎn)生粉塵副產(chǎn)物的工藝：

• 硅單晶拉制爐等產(chǎn)生粉末狀副產(chǎn)物的設備排氣

科研與泛半導體領域：

• Micro-OLED 制造中的 PECVD/干法刻蝕工藝

• 壓電 MEMS 傳感器制造

• 真空鍍膜實驗室系統(tǒng)

輔助排氣應用：

• 作為渦輪分子泵的 前級泵（Backing Pump）

• 機械增壓泵的輔助排氣泵

六、維護與注意事項

HR90 雖然采用了免潤滑的泵頭設計，但仍需關注以下維護要點以保證長期穩(wěn)定運行：

1. 水冷系統(tǒng)管理
HR90 采用水冷散熱，需確保冷卻水流量始終大于 5.0 L/min，入口壓力維持在 0.1 ~ 0.3 MPa 范圍內(nèi)。冷卻水流量不足或水溫過高均可能導致泵體過熱觸發(fā)報警甚至停機。

2. 氮氣吹掃管理
軸密封需持續(xù)通入約 5 SLM 的 N? 吹掃氣體，以防止工藝氣體泄漏至軸承和齒輪箱。氣鎮(zhèn)閥可根據(jù)工藝需求調(diào)節(jié)流量（0 ~ 45 SLM）。如 N? 供應中斷或流量不足，可能導致工藝氣體侵入齒輪箱引發(fā)潤滑脂變質(zhì)。

3. 入口壓力限制
HR90 允許從大氣壓啟動運行，但在正常工作時需關注入口壓力。對于 HR300 及以上型號，廠商明確要求“請勿在 200 Pa 以上的吸入壓力下連續(xù)運轉(zhuǎn)”。HR90 雖未明確標注該限制，但在高入口壓力下長時間運行同樣會增加泵的負載和溫升，建議參照此指導原則使用。

4. 定期檢查

• 檢查電源電壓和電流是否在額定范圍內(nèi)

• 觀察泵的運行噪音和振動，確認無異常

• 檢查冷卻水流量和溫度是否正常

• 檢查 N? 吹掃和氣鎮(zhèn)氣體流量是否符合設定值

• 利用通信功能定期導出報警和警告歷史數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題

5. 長期維護計劃
HR90 采用 BARRIERTA J100F/J100FE 專用潤滑脂進行齒輪和軸承潤滑，建議每 1 至 2 年進行一次潤滑脂更換。具體維護周期以廠商維護手冊為準。此外，隨著使用時間的增長，轉(zhuǎn)子涂層或泵體內(nèi)部的特殊表面處理可能逐漸磨損或失效，屆時建議委托專業(yè)維修服務商進行全面翻新。

七、小結(jié)

ULVAC 愛發(fā)科 HR90 多級羅茨型干泵是一款專為 CVD、蝕刻等硬工藝場景設計的專業(yè)真空抽氣設備。其核心價值體現(xiàn)在三個技術維度：

一是高溫均熱化技術帶來的耐久性——通過在整個泵體實現(xiàn)均勻的高溫分布，將工藝副產(chǎn)物維持在氣態(tài)下排出，有效抑制了沉積和腐蝕問題；

二是ECO-SHOCK 節(jié)能技術帶來的顯著能效優(yōu)勢——在輕工藝工況下最高可減少約 88% 的功耗，降低了長期使用成本；

三是氦氣密封結(jié)構與智能監(jiān)控功能帶來的高安全性——罐裝電機實現(xiàn)了零泄漏密封，通信功能支持實時狀態(tài)監(jiān)控和故障預警。