專(zhuān)利名稱：真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空泵，特別涉及基板布線簡(jiǎn)單并且基板的冷卻容易的真空泵。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來(lái)的電子設(shè)備的發(fā)展，存儲(chǔ)器、集成電路等的半導(dǎo)體的需求急劇地增大。這些半導(dǎo)體以如下方式等進(jìn)行制造:向純度極高的半導(dǎo)體基板摻雜雜質(zhì)來(lái)賦予電氣性質(zhì)、或者通過(guò)蝕刻在半導(dǎo)體基板上形成微小的電路。而且，為了避免由于空氣中的塵埃等造成的影響，需要在高真空狀態(tài)的室(chamber)內(nèi)進(jìn)行這些操作。在該室的排氣中，通常使用真空泵，但特別是從殘留氣體少、容易保養(yǎng)等方面出發(fā)，多使用真空泵中的一種即渦輪分子泵。此外，在半導(dǎo)體的制造工序中，存在大量將各種工藝氣體作用于半導(dǎo)體基板的工序，渦輪分子泵不僅使室內(nèi)成為真空，還用于從室內(nèi)對(duì)這些工藝氣體進(jìn)行排氣。該渦輪分子泵由泵主體和控制該泵主體的控制裝置構(gòu)成。在泵主體與控制裝置之間，通常用電纜和連接器銷(xiāo)(connector plug)機(jī)構(gòu)連接。作為減少該泵主體與控制裝置的連接連接器銷(xiāo)的針(Pin)數(shù)并簡(jiǎn)化基板布線的方法，已知如專(zhuān)利文獻(xiàn)I那樣的將電動(dòng)機(jī)以及磁力軸承的控制基板配置在真空側(cè)的方法。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表2007-508492號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
然而，在像這樣將控制基板配置在真空側(cè)的情況下，作為控制所需要的電子元件之一的電解電容器存在其中的電解液破裂的可能性。此外，發(fā)熱的電子元件等在設(shè)置于真空中的情況下，在真空中的熱傳導(dǎo)僅為熱輻射，容易發(fā)生蓄熱，存在造成故障的可能性。進(jìn)而，根據(jù)泵使用條件而暴露在腐蝕性氣體等中，因此基板需要采用塑模(mold)等耐腐蝕對(duì)策，這也會(huì)引起蓄熱，存在造成電子元件的異常過(guò)熱的可能性。此外，作為同樣簡(jiǎn)化基板布線的其它方法，如圖4那樣，存在以下構(gòu)造:在泵主體310的下部配設(shè)陽(yáng)連接器(male connector) I,另一方面,在控制裝置320的上部配設(shè)陰連接器(female connector)3，將連接器彼此連接，由此使泵主體310與控制裝置320整體化。但是，此時(shí)，泵側(cè)與控制裝置側(cè)的連接器的陰陽(yáng)也可以相反。然而，在 該情況下，連接器1、3是密閉性高的真空密封(seal)構(gòu)造，需要做成防滴樣式，此外，需要分別使泵主體310和控制裝置320冷卻。進(jìn)而，用于分別隔開(kāi)泵主體310與控制裝置320的板(plate)也需要兩個(gè)，即泵主體310側(cè)的底板的板5和控制裝置320側(cè)的頂板的板7。進(jìn)而，連接器1、3的背側(cè)端子針9、11分別具有如圖5所示那樣的與電纜的焊接所需要的焊錫坑(solder cup) 13。因此,成本變高。本發(fā)明是鑒于這樣的以往的課題而完成的，其目的在于提供一種基板布線簡(jiǎn)單并且基板的冷卻容易的真空泵。用于解決課題的方案
因此，本發(fā)明(方案I)構(gòu)成為具備:真空泵主體，在底面具有板；控制單元，將該板作為框體的一部分；多個(gè)針，在貫通所述板而在兩面留有露出部分的狀態(tài)下進(jìn)行安裝；第一基板，安裝在該針的所述真空泵主體側(cè)的露出部分，并配設(shè)在所述真空泵主體內(nèi)部的真空環(huán)境中；以及第二基板，安裝在所述針的所述控制單元側(cè)的露出部分，并配設(shè)在所述控制單元內(nèi)部的大氣環(huán)境中。經(jīng)由針將板、第一基板以及第二基板整體化。因此，能夠簡(jiǎn)化真空泵的結(jié)構(gòu)。例如，也能夠在泵主體與控制單元之間僅配設(shè)一個(gè)板。由于成為被整體化的一個(gè)構(gòu)造體，所以不需要另外在基板彼此之間進(jìn)行布線操作。能夠?qū)⒌谝换迮渲迷谡婵諅?cè)，并且將難以放置在真空中的電子元件設(shè)置于大氣側(cè)的第二基板。通過(guò)將第一基板配置在真空側(cè)，從而不需要將電磁鐵和傳感器的布線露出到外部，能夠使橫跨在第一 基板與第二基板之間的布線盡可能地少。此外，由于能夠在針的腰部與基板之間附加焊料，所以對(duì)于針，能夠選定沒(méi)有焊錫坑的針。因此，能夠抑制制造成本。此外，本發(fā)明(方案2)的特征在于，在所述第二基板安裝有電解電容器。電解電容器由于破裂等問(wèn)題而不能放置在真空中。因此將其安裝于第二基板。再有，優(yōu)選將該電解電容器安裝在與基板上的針接近的位置。其結(jié)果是，能夠與設(shè)置在真空側(cè)時(shí)同樣地使供給電壓穩(wěn)定化。進(jìn)而，本發(fā)明(方案3 )構(gòu)成為在所述真空泵主體的基座部具備水冷管。通過(guò)利用水冷管進(jìn)行的板的冷卻，能夠一次冷卻真空側(cè)的第一基板與大氣側(cè)的第二基板。因此，能夠簡(jiǎn)化構(gòu)造。進(jìn)而，本發(fā)明(方案4)構(gòu)成為在所述板與所述基座部之間以及該板與所述控制單元的框體的壁之間具備密封構(gòu)件。由于泵主體與控制單元整體化并具備密封構(gòu)件，所以不需要如以往那樣采用分別獨(dú)立的外殼和密封構(gòu)造。因此，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成外殼部分以及密封構(gòu)造。此外，不需要如以往那樣的高價(jià)的防滴連接器，而是能夠使用廉價(jià)的連接器。發(fā)明效果
如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明(方案1)，經(jīng)由針將板、第一基板以及第二基板整體化，因此能夠簡(jiǎn)化真空泵的結(jié)構(gòu)。能夠?qū)⒌谝换迮渲迷谡婵諅?cè)，并且將難以放置在真空中的電子元件設(shè)置于大氣側(cè)的第二基板。通過(guò)將第一基板配置在真空側(cè)，從而能夠使橫跨在第一基板與第二基板之間的布線盡可能地少。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2是端子構(gòu)造。
圖3是表示對(duì)基板焊接了針的狀態(tài)的圖。圖4是表示簡(jiǎn)化基板布線的其它方法的圖。圖5是表示具有焊錫坑的針的狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在圖1中示出本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，在渦輪分子泵10中，泵主體100和控制單元200夾著一個(gè)鋁制的板201而被整體化。
該板201兼作泵主體100的底面和控制單元200的上表面。但是，板201也能以兩個(gè)構(gòu)成等。在泵主體100的圓筒狀的外筒127的上端形成有進(jìn)氣口 101。在外筒127的內(nèi)側(cè)具備旋轉(zhuǎn)體103，該旋轉(zhuǎn)體103在周部呈輻射狀且多級(jí)地形成有用于對(duì)氣體進(jìn)行吸引排氣的利用渦輪葉片的多個(gè)旋翼102a、102b、102c…。在該旋轉(zhuǎn)體103的中心安裝有轉(zhuǎn)子軸113，例如利用所謂的5軸控制的磁力軸承將該轉(zhuǎn)子軸113懸浮支承于空中并且對(duì)其進(jìn)行位置控制。在上側(cè)徑向電磁鐵104中，在作為轉(zhuǎn)子軸113的徑向的坐標(biāo)軸且相互正交的X軸和Y軸成對(duì)地配置有4個(gè)電磁鐵。與該上側(cè)徑向電磁鐵104接近且對(duì)應(yīng)地具備由4個(gè)電磁鐵構(gòu)成的上側(cè)徑向傳感器107。該上側(cè)徑向傳感器107以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體103的徑向位移并送至后述的控制裝置300的方式構(gòu)成。在控制裝置300中，基于上側(cè)徑向傳感器107檢測(cè)出的位移信號(hào)，經(jīng)由具有PID調(diào)節(jié)功能的補(bǔ)償電路控制上側(cè)徑向電磁鐵104的勵(lì)磁，調(diào)整轉(zhuǎn)子軸113的上側(cè)的徑向位置。轉(zhuǎn)子軸113由高導(dǎo)磁率材料(鐵等)等形成，被上側(cè)徑向電磁鐵104的磁力吸引。在X軸方向和Y軸方向分別獨(dú)立地進(jìn)行這樣的調(diào)整。此外，下側(cè)徑向電磁鐵105和下側(cè)徑向傳感器108與上側(cè)徑向電磁鐵104和上側(cè)徑向傳感器107同樣地進(jìn)行配置，與上側(cè)的徑向位置同樣地對(duì)轉(zhuǎn)子軸113的下側(cè)的徑向位
置進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而，軸向電磁鐵106A、106B在上下夾著在轉(zhuǎn)子軸113的下部所具備的圓板狀的金屬盤(pán)111而配置。金屬盤(pán)111由鐵等的高導(dǎo)磁率材料構(gòu)成。為了檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸113的軸向位移，而具備軸向傳感器109，構(gòu)成為將該軸向位移信號(hào)送至控制裝置300。而且，基于該軸向位移信號(hào)經(jīng)由控制裝置300的具有PID調(diào)節(jié)功能的補(bǔ)償電路對(duì)軸向電磁鐵106A、106B進(jìn)行勵(lì)磁控制。軸向電磁鐵106A和軸向電磁鐵106B利用磁力分別在上方和下方對(duì)金屬盤(pán)111進(jìn)行吸引。這樣，控制裝置300適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)該軸向電磁鐵106A、106B施加于金屬盤(pán)111的磁力，使轉(zhuǎn)子軸113在軸向上磁懸浮，并以非接觸的方式保持在空間中。電動(dòng)機(jī)121具備以包圍轉(zhuǎn)子軸113的方式配置為圓周狀的多個(gè)磁極。由控制裝置300控制各磁極，使得經(jīng)由在與轉(zhuǎn)子軸113之間作用的電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸113進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。以與旋翼102a、102b、102c…隔開(kāi)微小的空隙的方式配設(shè)有多個(gè)固定翼123a、123b、123c…。旋翼102a、102b、102c…為了分別通過(guò)碰撞向下方向移送排氣氣體的分子而形成為從與轉(zhuǎn)子軸113的軸線垂直的平面起傾斜規(guī)定的角度。
此外，固定翼123也同樣地形成為從與轉(zhuǎn)子軸113的軸線垂直的平面起傾斜規(guī)定的角度，并且朝向外筒127的內(nèi)側(cè)與旋翼102的級(jí)相互不同地進(jìn)行配設(shè)。而且，固定翼123的一端以嵌插到多個(gè)層疊的固定翼隔離物(spacer)125a、125b、125c…之間的狀態(tài)被支承。固定翼隔離物125是環(huán)狀的構(gòu)件，例如由鋁、鐵、不銹鋼、銅等金屬或者將這些金屬作為成分而包含的合金等的金屬構(gòu)成。在固定翼隔離物125的外周，隔開(kāi)微小的空隙地固定有外筒127。在外筒127的底部配設(shè)有基座部129，在固定翼隔離物125的下部與基座部129之間配設(shè)有帶螺紋的隔離物131。而且，在基座部129中的帶螺紋的隔離物131的下部形成有排氣口 133，與外部連通。帶螺紋的隔離物131是由鋁、銅、不銹鋼、鐵、或者將這些金屬作為成分的合金等的金屬構(gòu)成的圓筒狀的構(gòu)件，在其內(nèi)周面刻有多條螺旋狀的螺紋槽131a。螺紋槽1 31a的螺旋的方向是在排氣氣體的分子沿著旋轉(zhuǎn)體103的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)時(shí)將該分子向排氣口 133的一方移送的方向。在旋轉(zhuǎn)體103的接著旋翼102a、102b、102c…的最下部垂下有旋翼102d。該旋翼102d的外周面為圓筒狀，并且朝向帶螺紋的隔離物131的內(nèi)周面伸出，并與該帶螺紋的隔離物131的內(nèi)周面隔開(kāi)規(guī)定間隙地接近?；?29是構(gòu)成渦輪分子泵10的基底部的圓盤(pán)狀的構(gòu)件，通常由鐵、鋁、不銹鋼等金屬構(gòu)成?；?29物理地保持渦輪分子泵10，并且，還兼?zhèn)錈岬膫鲗?dǎo)路徑的功能，因此優(yōu)選使用鐵、鋁或銅等具有剛性且導(dǎo)熱率也較高的金屬。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)旋翼102被電動(dòng)機(jī)121驅(qū)動(dòng)而與轉(zhuǎn)子軸113 —起旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用旋翼102與固定翼123的作用，通過(guò)進(jìn)氣口 101對(duì)來(lái)自室的排氣氣體進(jìn)行進(jìn)氣。從進(jìn)氣口 101進(jìn)氣的排氣氣體通過(guò)旋翼102與固定翼123之間，被移送到基座部129。此時(shí)，雖然利用在排氣氣體與旋翼102接觸或者碰撞時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱、在電動(dòng)機(jī)121產(chǎn)生的熱的傳導(dǎo)或輻射等使得旋翼102的溫度上升，但是該熱通過(guò)輻射或排氣氣體的氣體分子等的傳導(dǎo)而被傳遞到固定翼123偵U。固定翼隔離物125在外周部相互接合，將固定翼123從旋翼102受到的熱、在排氣氣體與固定翼123接觸或者碰撞時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱等傳遞到外筒127、帶螺紋的隔離物131。向帶螺紋的隔離物131移送來(lái)的排氣氣體一邊被導(dǎo)引至螺紋槽131a —邊被送至排氣口 133。此外，為了使從進(jìn)氣口 101吸引的氣體不侵入到由電動(dòng)機(jī)121、下側(cè)徑向電磁鐵105、下側(cè)徑向傳感器108、上側(cè)徑向電磁鐵104、上側(cè)徑向傳感器107等構(gòu)成的電裝部側(cè)，用定子柱(stator column) 122覆蓋電裝部的周?chē)?利用清洗氣體(purge gas)將該電裝部?jī)?nèi)保持在規(guī)定壓。接著，對(duì)控制裝置300的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。分離成在板201與基座129之間形成的泵主體100側(cè)的底部空間301和控制單元200來(lái)儲(chǔ)存構(gòu)成控制裝置300的電子部件。底部空間301內(nèi)是真空環(huán)境，控制單元200內(nèi)是大氣環(huán)境。而且，在該板201的一部分配設(shè)有孔，在該孔中貫通固定有如圖2所示那樣的端子210的體部205。端子210在大致四邊形的板狀底面部203的上表面突出設(shè)置有圓柱狀的體部205，貫通該大致四邊形的板狀底面部203以及體部205地安裝有許多的針207。針207的上部露出到板201的上側(cè)，貫通AMB控制基板209的小孔212。對(duì)AMB控制基板209在AMB控制基板209的小孔212部分如圖3所示那樣焊接針207的上部。在AMB控制基板209上裝載有控制磁力軸承的電子部件。而且，經(jīng)由該焊接了的部位將針207與AMB控制基板209上的各電子部件電連接。另一方面，針207的下部露出到板201的下側(cè)，貫通大氣側(cè)連接基板211。對(duì)大氣側(cè)連接基板211在大氣側(cè)連接基板211的小孔212部分如圖3所示那樣焊接針207的下部。在大氣側(cè)連接基板211上主要裝載有控制電動(dòng)機(jī)121的電子部件。而且，經(jīng)由該焊接了的部位將針207與大氣側(cè)連接基板211上的各電子部件電連接。此外，在大氣側(cè)連接基板211上的針207的附近，以使元件朝向板201側(cè)的方式配設(shè)有電解電容器213。在大氣側(cè)連接基板211與板201之間配設(shè)有散熱器215。其結(jié)果是，AMB控制基板209、板201以及大氣側(cè)連接基板211成為被整體化的一個(gè)構(gòu)造體。 而且，進(jìn)而，將一部分磁力軸承控制用以外以及電動(dòng)機(jī)控制用以外的電子部件裝載于底部控制基板217、219。但是，不是根據(jù)用途嚴(yán)格地配置基板，而是將除了電解電容器213之外的各電子部件適當(dāng)?shù)匮b載在真空中的AMB控制基板209上等也可以。在板201與基座129之間，繞底部空間301埋入有O型環(huán)221，在板201與形成控制單元200的框體的壁225之間埋入有O型環(huán)223而成為防滴樣式構(gòu)造。此外，通過(guò)將水冷管配設(shè)在基座部129中的板201的附近(圖1中的水冷管149)，從而能夠經(jīng)由基座部129冷卻該板201。接著，說(shuō)明控制裝置300的作用。

采用以堵住泵主體100側(cè)的外殼的開(kāi)口的方式配設(shè)板201并且該板201還兼作控制單元200側(cè)的外殼的基板單元構(gòu)造。對(duì)貫通固定于板201的端子210的針207直接焊接AMB控制基板209和大氣側(cè)連接基板211而進(jìn)行整體化。因此，在泵主體100與控制單元200之間配設(shè)一個(gè)板201即可。此外，由于泵主體100和控制單元200進(jìn)行了整體化，所以與以往那樣采用分別獨(dú)立的外殼和密封構(gòu)造的情況不同，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成外殼部分以及密封構(gòu)造。因此，不需要如以往的圖4那樣的高價(jià)的防滴連接器1、3，而是能夠以廉價(jià)的端子210構(gòu)成。而且，通過(guò)利用水冷管149進(jìn)行的板201的冷卻，能夠一次冷卻在真空側(cè)的AMB控制基板209和大氣側(cè)的大氣側(cè)連接基板211上分別裝載的電子部件。因此，能夠?qū)⑼凰涔?49用于多個(gè)冷卻對(duì)象，能夠簡(jiǎn)化冷卻構(gòu)造。此外，由于在針207如圖3所示那樣對(duì)基板209、211向針207的腰部附加焊料231，所以能夠選定無(wú)焊錫坑的針。因此，無(wú)需使用高價(jià)的帶焊錫坑的針，能夠抑制制造成本。進(jìn)而，將AMB控制基板209配置在真空側(cè)的底部空間301中，將難以放置在真空中的電子元件設(shè)置在大氣側(cè)連接基板211上。AMB控制基板209、板201以及大氣側(cè)連接基板211成為經(jīng)由針207而被整體化的一個(gè)構(gòu)造體，因此不需要另外在基板彼此之間進(jìn)行布線操作。而且，由于控制磁力軸承的電子部件配設(shè)在真空側(cè)的底部空間301中，所以不需要將電磁鐵和傳感器的布線露出到外部，能夠使橫跨在AMB控制基板209與大氣側(cè)連接基板211之間的布線、針207的根數(shù)盡可能地少。
進(jìn)而，用于使磁力軸承的供給電壓穩(wěn)定化的電解電容器213盡可能地設(shè)置在AMB控制基板209上的控制用電子部件的附近較好。然而，由于上述的破裂等問(wèn)題而不能放置在真空中。因此，將電解電容器213放置在大氣側(cè)連接基板211的針207的附近。其結(jié)果是，能夠與設(shè)置在真空側(cè)時(shí)同樣地使供給電壓穩(wěn)定化。附圖標(biāo)記的說(shuō)明:
10渦輪分子泵；
13焊錫坑；
100泵主體；
102旋翼；
104上側(cè)徑向電磁鐵；
105下側(cè)徑向電磁鐵；
106A、B軸向電磁鐵；
107上側(cè)徑向傳感器；
108下側(cè)徑向傳感器；
109軸向傳感器； 111金屬盤(pán)；
113轉(zhuǎn)子軸；
121電動(dòng)機(jī)；
122定子柱；
123固定翼；
125固定翼隔離物；
127外筒；
129基座；
131隔離物；
133排氣口 ；
149水冷管；
200控制單元；
201 板；
203大致四邊形的板狀底面部；
205體部；
207 針；
208支承部件；
209 AMB控制基板；
210端子；
211大氣側(cè)連接基板；
212小孔；
213電解電容器；
215散熱器；
221,223 O 型環(huán)；300控制裝置；301底 部空間。
權(quán)利要求
1.一種真空泵，其特征在于，具備: 真空泵主體(100)，在底面具有板(201)； 控制單元(200)，將該板(201)作為框體的一部分； 多個(gè)針(207)，在貫通所述板(201)而在兩面留有露出部分的狀態(tài)下進(jìn)行安裝； 第一基板(209)，安裝在該針(207)的所述真空泵主體(100)側(cè)的露出部分，并配設(shè)在所述真空泵主體(100)內(nèi)部的真空環(huán)境中；以及 第二基板(211)，安裝在所述針(207)的所述控制單元(200)側(cè)的露出部分，并配設(shè)在所述控制單元(200)內(nèi)部的大氣環(huán)境中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，在所述第二基板(211)安裝有電解電容器(213)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的真空泵，其特征在于，在所述真空泵主體(100)的基座部(129 )具備水冷管(149 )。
4.根據(jù)權(quán)利 要求1 3的任一項(xiàng)所述的真空泵，其特征在于，在所述板(201)與所述基座部(129)之間以及該板(201)與所述控制單元(200)的框體的壁之間具備密封構(gòu)件(221、223)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板布線簡(jiǎn)單并且基板的冷卻容易的真空泵。采用以堵住泵主體(100)側(cè)的外殼的開(kāi)口的方式配設(shè)板(201)并且該板(201)還兼作控制單元(200)側(cè)的外殼的基板單元構(gòu)造。對(duì)貫通固定于板(201)的端子(210)的針(207)直接焊接AMB控制基板(209)和大氣側(cè)連接基板(211)而進(jìn)行整體化。因此，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成外殼部分以及密封構(gòu)造。因此，不需要高價(jià)的防滴連接器(1、3)，而是能夠用廉價(jià)的端子(210)構(gòu)成防滴構(gòu)造。而且，通過(guò)該板(201)的冷卻能夠一次冷卻分別裝載在真空側(cè)的AMB控制基板(209)和大氣側(cè)的大氣側(cè)連接基板(211)上的電子部件。
文檔編號(hào)F04D19/04GK103228923SQ20118004876
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者U.施羅德, E.卡拉斯科, B.亨里 申請(qǐng)人:埃地沃茲日本有限公司, 磁力機(jī)械公司