CN1153832A - 离子溅射泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外部烘焙时热能损耗小而且无需耐热性磁铁，使用通常所用磁铁在每次外部烘焙时也不必取下的离子溅射泵。其特征是在内装阴极1，2和阳极3的泵壳4与永磁铁的N极15，S极16之间有空气层18，18’，用以在外部烘焙时抑制永磁铁5，6温度上升。或者在泵壳与永磁铁5、6之间夹有隔热材料。

Description

离子溅射泵

本发明涉及用以获得超高真空的离子溅射泵，更具体地说，涉及便于外部烘焙的离子溅射泵。

结构简单牢固，较易获得无油超高真空的离子溅射泵广泛用于电子管和加速器的电子注系统等的排气。但是，此泵是用积存排气气体方式排气的泵，因为是通过用所溅射的阴极材料化学吸附埋置气体分子的作用进行排气，所以其性能随使用过程中放出已排气的气体等使用的滞后情况而变动。

因而，为了离子溅射泵的再生，要加热阴极、阳极和泵壳的内面，进行用以予先放出所吸附埋置的气体分子使之去气的外部烘焙(250℃-300℃5-20小时)。

图7是现有的二极式离子溅射泵的结构模式的实例，在泵壳4内设置以不锈钢制圆筒为单位的阳极3、位于阳极3两侧并留有间隔的平板形钛制阴极1，2，由直流电源8向两电极间施加7.5KV的直流高压。进而用轭铁9支承固定的永磁铁的N极5和S极6相对地并分别与泵壳4的两侧相接触地安装，在泵壳4内形成1000-2000高斯的磁场。泵壳4通过支承部10支承在轭铁9上。

此离子溅射泵的排气机构如下所述。在压强减到1Pa以下时，因阴极1、阳极3之间的贝宁放电及其它原因在阴极1产生的电子e，在阳极3内沿磁场方向以螺旋轨道向阴极2方向前进，在这期间与阳极3内的气体分子发生冲撞。冲掸撞产生次极电子和阳离子，次极电子维持贝宁放电，阳离子被加速并轰击阴极1，2的表面使阴极材料钛溅射附着到周围的阴极1，2阳极3直至泵壳4的内表面上，形成新的活性钛表面，借助此钛表面，化学吸附和埋置气体分子进行排气。

但是，如上所述，为了再生必须对此离子溅射泵进行外部烘焙，这就要将泵壳4及阴极1，2，阳极3加热使其温度上升，热量也必然传导给永磁铁的N极5，S极6，从而导致：

(1)因为永磁铁5，6的热容量大使热能损耗大。

(2)因外部烘焙导致的温度上升会使通常的永磁铁性能变坏，因而需要能承受这种温度的耐热性的永磁铁。

为了避免这些问题，每当外部烘焙使温度升到例如300℃以上时，就必须进行将永磁铁5，6取下然后再装上这样麻烦的操作。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种外部烘焙时热能损耗小的离子溅射泵，而无须耐热性磁铁的离子溅射泵，以及每次外部烘焙时不必卸下磁铁的离子溅射泵。

上述目的通过这样的离子溅射泵来达到，它配备有内装阴极和阳极的泵壳，和安装在该泵壳外壁上使该泵壳内形成磁场的磁铁，其特征在于，在利用上述磁场在真空中的直流放电的离子溅射泵中，在上述泵壳与上述磁铁之间夹有空气层。

上述目的还通过这样的离子溅射泵来达到，它配备有内装阴极和阳极的泵壳，和安装在该泵壳外壁上使壳内形成磁场的磁铁，其特征在于，在利用真空条件下在上述磁场中的直流放电的离子溅射泵中，在上述泵壳与上述磁铁之间夹有隔热材料。

进行使内装的阴极、阳极与泵壳同时加热的外部烘焙时，夹在泵壳与磁铁之间的空气层能防止泵壳的热传向磁铁，从而抑制磁铁的温度上升。

在烘焙时夹在泵壳与磁铁之间的隔热材料能防止泵壳的热传向磁铁，从而抑制磁铁温度的上升。

图1是第一实施例的离子溅射泵的结构模式图。

图2是第一实施例所用的永磁铁的透视图。

图3是第二实施例的离子溅射泵的结构模式图。

图4是第二实施例所用永磁铁的透视图。

图5是第一实施例所用永磁铁的其它变形例的透视图。

图6是第二实施例的变形例的离子溅射泵的结构模式图，在与永磁铁的泵壳和配件相对的面上形成隔热材料的涂膜。

图7是现有的离子溅射泵的结构模式图。

下面图将参照附图对本发明的离子溅射泵的实施例进行说明。

第一实施例

图1是二极式离子溅射泵的第一实施例的结构模式图。即，在泵壳4内装有阴极1，2和阳极3及用直流电源8将直流高压加在两极间等方面与已有技术例的离子溅射泵完全相同。支承固定在轭铁9上的永磁铁的N极15、S极16在泵壳4的两侧相互对峙，泵壳4通过支承部10支承在轭铁9上，这也是相同的，与已有技术例不同之处是永磁铁15、16借助于在与泵壳4相对的面的四角处形成的突起17，17’，与泵壳4之间分别夹有空气层18，18’。已形成突起17(17’)的永磁铁15(16)的透视图示于图2。

由于用此离子溅射泵的排气机构与用已有技术例的离子溅射泵的排气机构相同，不再赘述。

在进行用以使此泵再生的外部烘焙时，用图中未绘出的平板加热器从外部加热泵壳的上壁，将泵壳4和其内所装的阴极，1，2和阳极3加热到规定的温度，因为空气层18阻止将热量从泵壳4传到永磁铁15、16，所以在外部烘焙期间能抑制永磁铁1516的温度上升。因而不浪费热能，永磁铁15、16也能使用常规的。

对第一实施例的离子溅射泵，将其泵壳的温度加热到250℃时，只需使规格为100V的平板加热器流过1A的电流，而且在15小时的烘焙期间，永磁铁15、16的温度不超过100℃。与此相比，用已有技术例所示的离子溅射泵，要使泵壳4升温到250℃需要1.5A电流，永磁铁6的温度也上升到250℃。

第二实施例

图3是二极式离子溅射泵的第二实施例的结构模式图。即，阴极1，2和阳极3装在泵壳4内，用直流电源8将直流高压加到两极间等，与已有技术例的离子溅射泵完全相同。而且，支承固定在轭铁9上的永磁铁的N极5、S极6在泵壳4的两侧相互对峙，泵壳4通过支承部10支承在轭铁9上，也是相同的，与已有技术例不同之处是在永磁铁5、6与泵壳4之间分别夹有由丝绵玻璃纤维构成的隔热材料21，21’。

由于本实施例的离子溅射泵的排气机构也与已有技术例的离子溅射泵的相同，其说明省略。为使此离子溅射泵再生而进行外部烘焙时，加热泵壳4所需的电力和永磁铁5，6的温升都被抑制在与第一实施例同等的程度。

以上是对本发明实施例的说明，当然本发明不限于此，可按照本发明的技术思想进行各种变形。

例如，在第一实施例中，是借助在永磁铁15、16的四角形成的突起17，17’，使与泵壳4之间夹有空气层18，18’，但也可以像图4那样使永磁铁15，16的表面形成多个平行的山形22，22’成为凹凸面，还可以像图5所示那样，在永磁铁15，16的表面上设置十字形突起23，23’，也可有其它各种形状的突起。由于用凸部和突起磁通密度都要变大，所以最好在与泵壳4内局部需要磁场的部位相对的位置处形成这些凸部和突起。

还可以将例如聚四氟乙烯板这样的耐热材料插入永磁铁5，6与泵壳4之间作为隔板来代替在第一实施例中形成在永磁铁15、16四角处的突起17，17’。

在第二实施例中，是将丝棉状玻璃纤维夹在永磁铁5、6与泵壳4之间作为耐热材料21，21’，但也可以在永磁铁5、6的表面上形成泡沫苯酚树脂或泡沫聚酰亚胺树脂的涂膜作为隔热材料21，21’，来代替丝棉状玻璃纤维。涂膜除了形成在与永磁铁5、6的与泵壳4相对的面上以外，也可以如图6所示形成在与泵壳4相对的面和与轭铁9相对的面这两面上(用121，121’表示)，还能抑制从轭铁9向永磁铁5、6传热。因为表示第二实施例的图3中的符号与图7中的相同，所以省略对它们的说明。进而还可以用涂装的方法在永磁铁5、6的整个表面上形成涂膜。

在以上的实施例中，N极15和S极16是由永磁铁构成，当然也可以用电磁铁构成，这时使磁板15与磁板16连接到磁回路，此回路的一部分卷绕成线圈，通过使其流过直流，可知能获得与上述实施例同样的作用。

而在第一实施例、第二实施例中，泵壳4通过支承部10支承在轭铁9上，为了抑制从此支承部10的传热，最好使支承面积尽可能地小，在泵壳4与支承部10之间夹上由聚酰要胺板制成的隔热板是十分有效的。

在第一实施例、第二实施例中，是对二极式离子溅射泵进行了说明，本发明当然也包括适用于惰性气体排气的三极式离子溅射泵。

如上所述，按照第一发明的离子溅射泵，夹在泵壳与磁铁之间的空气层在外部烘焙时，由于防止泵壳的热传到磁铁，抑制磁铁温度上升，从而减轻了外部烘焙所需的热能的损耗，磁铁也无需耐热性、使用通常用的磁铁，每当外部烘焙时也不必再卸下。

按照第二发明的离子溅射泵，夹在泵壳与磁铁之间的隔热材料在外部烘焙时，由于防止泵壳的热传到磁铁，抑制磁铁温度上升，从而减轻烘焙所需热能的损耗，磁铁也无需耐热性，使用通常用的磁铁，每当外部烘焙时也不必再卸下。

Claims (8)

1.一种离子溅射泵，它配备有内装阴极与阳极的泵壳和安装在该泵壳的外壁上使该泵壳内形成磁场的磁铁，其特征在于利用在真空条件下在上述磁场中的直流放电的离子溅射泵中，其上述泵壳与上述磁铁之间夹有空气层。

2.按照权利要求1所说的离子溅射泵，其特征在于上述空气层借助于在上述磁铁的与泵壳相对的面上形成的突起而存在。

3.按照权利要求1所说的离子溅射泵，其特征在于上述层借助于插入上述磁铁与上述泵壳间的隔板而存在。

4.按照权利要求1-3中任何一项所说的离子溅射泵，其特征在于上述磁铁用金属配件夹有上述空气层地安装到上述泵壳的外壁，而且上述泵壳通过隔热板支承在上述金属配件上。

5.一种离子溅射泵，它配备有内装阴极与阳极的泵壳和安装在该泵壳的外壁上使该泵壳内形成磁场的磁铁，其特征是利用在真空条件下上述磁场中的直流放电的离子溅射泵中，在上述泵壳与上述磁铁之间夹有隔热材料。

6.按照权利要求5所说的离子溅射泵，其特征在于上述隔热材料至少是涂装在上述磁铁的与上述泵壳相对的面上而形成。

7.按照权利要求5或6所说的离子溅射泵，其特征在于在上述隔热材料与上述泵壳之间设置空气层，而在上述泵壳与上述磁铁之间既夹有上述空气层也夹有上述隔热材料。

8.按照权利要求5-7中任一项所说的离子溅射泵，其特征在于单独夹有上述隔热材料或者既夹有上述隔热材料也夹有上述空气层，上述磁铁借助轭铁安装到上述泵壳的外壁，而且上述泵壳通过隔热板支承在上述轭铁上。

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