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    Kashiyama SDE 系列空冷干式涡旋泵:无油实现 10⁻² Pa 极限真空

    发布时间: 2026-01-07  点击次数: 9次
    一、引言
    在半导体刻蚀、OLED 蒸镀、锂电干燥等工艺中,真空泵既要“抽得净"又要,还要“不停机"。传统油旋片泵存在返油、废液、维护繁三大痛点,而水冷干泵又带来厂务能耗与管路腐蚀的新问题。日本 Kashiyama 推出的 SDE 系列空冷干式涡旋泵,以无油、空冷、10⁻² Pa 极限真空的“三合一"指标,成为 2025 年的绿色真空解决方案。
    二、无油涡旋技术原理
    1. 渐开型线 + 镜像相位
      动涡盘与静涡盘保持 180° 相位差,形成 6 个连续新月形密闭腔体;随着主轴旋转,腔体向中心轴向平移,气体被逐级压缩,无润滑油参与密封。
    2. 空冷自散热结构
      泵体采用“铝-不锈钢复合三明治"外壁,内置 12 条轴向微翅片;高速气流( 60 m/s)掠过翅片,带走压缩热,无需冷却水即可把排气温度控制在 95 °C 以下。
    3. 双向气镇 + 自动再生
      针对可凝性工艺气体(TEOS、TMA),SDE 在第三压缩级引入双向 N₂ 气镇,将分压比稀释至 0.3 以下;停机前自动执行 3 min 再生程序,避免副产物沉积造成“卡泵"。
    三、SDE 系列关键指标
    极限真空:1.0 × 10⁻² Pa(N₂ 载气,ISO21360)
    抽速:300 L/min(SDE-300X)/ 600 L/min(SDE-600X)
    振动:≤ 0.5 μm(rms,10–1000 Hz)
    噪音:≤ 49 dB(A) @ 1 m
    MTBF:18 000 h(25 °C 洁净工艺)
    功率:0.55 kW(300)/ 0.9 kW(600),比同抽速水冷干泵节电 28%
    四、核心创新点
    1. DLC-Si 复合涂层
      动、静涡盘表面镀 5 μm 类金刚石-硅复合层,硬度 25 GPa,摩擦系数 0.08,抗 HF 腐蚀速率 < 0.1 nm/h,寿命比传统阳极氧化提高 4 倍。
    2. 磁悬浮偏心主轴
      采用 22 000 rpm 磁悬浮轴承,偏心量动态补偿 < 1 μm,消除机械磨损颗粒;同时降低振动 60%,可直接安装在 EFEM 搬送腔下方,无需额外减振台。
    3. IoT 预测性维护
      内置温度、电流、振动、腔压四维传感器,每 10 s 上传边缘网关;通过 Kashiyama Cloud 的 LSTM 模型,可在轴承失效前 168 h 发出预警,计划外停机减少 90%。
    五、典型工艺案例
    1. 半导体 ALD 循环
      某 3 nm 逻辑厂将 6 台 SDE-600X 用于 Al₂O₃ 沉积前级泵,与罗茨泵组合后极限达 5 × 10⁻⁴ Pa;全年减少冷却水 1.2 万吨,CO₂ 排放降低 42 t。
    2. OLED 蒸镀线
      蒸镀源上方 1 m 处安装 SDE-300X,空冷设计避免水冷管路泄漏污染金属掩膜板;平均时间从 9 个月提升到 18 个月,稼动率 +3.2%。
    3. 锂电极片干燥
      在 120 °C 烘箱出口,SDE 直接抽取 NMP 高湿气体;双向气镇把 NMP 分压降至 0.25,避免泵内聚合堵塞,连续运行 8000 h 拆解检查无沉积层。
    六、与竞品对比
    指标               SDE-600X     典型水冷涡旋     油旋片泵
    极限真空(Pa)       1 × 10⁻²     8 × 10⁻³        4 × 10⁻²
    冷却方式           空冷          水冷(4 L/min)    油冷
    返油/返水          0 ppm         0 ppm           > 5 ppm
    维护周期           18 000 h      8 000 h         2 000 h
    年运行成本(USD)    1 900         3 400           5 600
    七、未来展望
    1. 10⁻³ Pa 级“Plus"系列
      通过第四代渐变螺距 + 双级磁悬浮,预计 2026 Q2 发布,极限真空将再下探一个量级,可直接替代部分罗茨+干泵组合,进一步节能 15%。
    2. 氢气安全版本
      面向光伏 TOPCon 与氢化非晶硅工艺,泵体与电机全部做防爆 Ex d IIC T4 认证,预计 2025 H2 上市。
    3. 回收级联系统
      与住友重工合作开发“SDE-Recyclable"模块,把泵出口低纯氩气(95%)在线提纯至 99.999%,实现工艺气体循环,年节约氩气 30 万 m³。
    八、结论
    Kashiyama SDE 系列用“空冷+无油+10⁻² Pa"重新定义了干式真空泵的技术边界,其 DLC-Si 涂层、磁悬浮主轴与 IoT 预测维护三大创新,不仅解决了半导体、OLED、锂电等制造对“洁净、节能、不停机"的苛刻需求,也为真空行业树立了绿色低碳的新。随着 10⁻³ Pa Plus 与氢气安全版本的推出,SDE 有望从“绿色真空心脏"升级为“下一代真空平台",持续推动制造业的低碳转型。


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