En procesos como recubrimiento, deposición iónica y pulverización catódica, la bomba principal suele ser una bomba de difusión o una bomba turbomolecular, y antes de ella se necesita una bomba de respaldo que lleve el lado de escape de la bomba principal al rango de trabajo. Si se elige mal la bomba de respaldo, la bomba principal no alcanza la presión requerida o el aceite retorna y contamina la cámara. Al usar una bomba de paletas rotativas de una etapa sellada por aceite como bomba de respaldo, con frecuencia se pregunta si el valor de 0.1 mbar es suficiente.
1. Primero, distinguir dos presiones
- Presión de respaldo: presión en la boca de escape de la bomba principal; la bomba de respaldo la determina directamente.
- Presión de la cámara: presión en la posición de la pieza de trabajo; la determinan conjuntamente la bomba principal y la bomba de respaldo.
Que un proceso requiera 5×10⁻³ mbar no significa que la bomba de respaldo deba bombear hasta 5×10⁻³ mbar. La bomba de respaldo solo necesita llevar el lado de escape de la bomba principal por debajo de la presión de respaldo máxima permitida por la bomba principal. Este valor lo indica el fabricante de la bomba principal; en bombas de difusión suele estar en 0.10.5 mbar y en bombas turbomoleculares en el orden de 110 mbar.
2. Capacidad real de una bomba de una etapa sellada por aceite
| Modelo | Velocidad de bombeo 50/60Hz | Vacío límite (sin balasto de gas) | Vacío límite (con balasto de gas) | Potencia |
|---|---|---|---|---|
| V0025A | 20 / 26 m³/h | 0.5 mbar | — | 0.75 kW |
| V0040A | 40 / 48 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 1.5 kW |
| V0063 | 63 / 75 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 2.2 kW |
| V0100 | 100 / 110 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 3.0 kW |
A partir de V0040A, sin balasto de gas llega a 0.1 mbar y cumple con los requisitos de presión de respaldo de 0.1~0.5 mbar para bombas de difusión. V0025A solo llega a 0.5 mbar, por lo que solo es adecuada para bombas principales cuyo requisito de presión de respaldo sea superior a 0.5 mbar.
3. En qué casos 0.1 mbar no es suficiente
- La bomba principal requiere una presión de respaldo menor: consulte el manual de la bomba principal. Si indica 5×10⁻² mbar o menos, una bomba de una etapa no es suficiente; se debe usar una bomba de dos etapas 2V80 (vacío límite 4×10⁻⁴ mbar).
- El proceso genera un caudal de desgasificación elevado: durante el recubrimiento, la pieza y las paredes de la cámara desgasifican de forma continua. La bomba de respaldo debe manejar al mismo tiempo el escape de la bomba principal y el caudal de desgasificación; si la velocidad de bombeo no es suficiente, la presión de respaldo sube.
- Se requiere operar cerca de 0.1 mbar durante mucho tiempo: a esta presión la bomba se acerca a su límite, y la temperatura del aceite y el ruido aumentan. Para operación continua prolongada, se recomienda dejar un margen.
El método de evaluación es directo: instale un vacuómetro en la boca de escape de la bomba principal, ejecute un ciclo completo del proceso y observe hasta qué valor máximo sube la presión de respaldo. Si el valor máximo supera el 70% del valor permitido por la bomba principal, conviene cambiar a una bomba mayor o añadir una bomba Roots.
4. Prevención del retorno de aceite
Cuando la bomba de respaldo se detiene, el aceite de la bomba puede retornar por la tubería hacia la bomba principal y la cámara. Hay que hacer tres cosas:
- Añadir una válvula antirretorno de aceite en la tubería de respaldo, o diseñar la entrada de la bomba con una estructura antirretorno de aceite;
- El orden de parada es: primero cerrar la válvula de alto vacío, después detener la bomba de respaldo y por