上海斯将利NSK丝杠(上海斯将利传动机械有限公司) ypxx.net

在半导体离子注入设备等超高真空(10−8Pa)工艺中,YS 轴承是如何利用无脂的 MoS2 隔垫技术来彻底杜绝“挥发释气(Outgassing)”污染的?

编码 | 属性 | 数据 | 内容 |

A | 联 | 133 | 许 |

B | 系 | 2798 | 经 |

C | 我 | 2959 | 理 |

在半导体离子注入等低至 10−8Pa 且温度高达 350∘C 的超高真空工艺中,传统液态润滑脂或矿物油的蒸气压远高于环境气压,会发生迅速蒸发(即释气现象)。这些挥发的油分子会在真空腔室中迁移,冷凝在敏感的硅晶圆或半导体掩模上,造成致命的分子级污染。YS 系列高温真空轴承通过以下特殊机制彻底杜绝了这一问题:

  1. 采用“全无脂(Grease-free)”的纯无机固体润滑 YS 系列轴承彻底摒弃了含有易挥发成分的传统液态油脂,实现了真正的**“无脂(Grease-free)”二硫化钼(MoS2)纯固态润滑**。
  2. 核心技术:浸渍 MoS2 的烧结合金隔垫(Spacer Joints) 该轴承的核心设计是在马氏体不锈钢滚珠之间,放置了由烧结合金(Sintered alloy)制成的自润滑隔垫。这种特殊的烧结合金基体内部浸渍了 MoS2 固体润滑剂。在机械运转时,这种合金隔垫能在高达 350∘C 的极端环境中,持续不断地为滚珠接触面提供源源不断的 MoS2 固体润滑补充。
  3. 彻底切断“大质量分子”的逃逸与冷凝污染 由于 MoS2 固体润滑剂和烧结合金本质上属于无机固态物质,它们在极高真空中极度稳定,绝不会像液态油脂那样发生向气态相变的物理沸腾与蒸发过程。质谱分析评估明确指出,YS 系列轴承几乎不释放任何大质量数的气体分子(Virtually no outgassing of high mass number species),其超低释气表现足以媲美传统的镀银轴承。这种从材料物理根源上消除挥发源的设计,完美保护了离子注入等设备所需的 10−8Pa 极高洁净度要求。

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相关问答:

1、DLC类金刚石底层处理在EDFO涂层中的作用是什么?

DLC类金刚石底层处理可以提高滚珠丝杠的耐磨性和抗疲劳性,从而提高了其耐久性。

2、这种润滑架构为何能降低排气污染?

通过这种极其可靠的干式润滑架构,SJ系列能够在极端高温和超高真空环境中实现长期免维护运转,这得益于其降低了金属接触和摩擦产生的排气污染。

3、温度和环境适应性上,EDFO和VDFO的表现如何?

在真空环境中,两者的最高适用温度均被标定为150℃。而在常压大气环境中,VDFO展现出更优异的耐高温性能,适用温度最高可达200℃,而EDFO在大气环境中仅适用至50℃。

4、SJ轴承与传统使用固体润滑膏轴承相比有什么显著的优势?

SJ轴承在极限高温下的表现明显优于传统使用固体润滑膏轴承。测试数据显示,在300摄氏度的对比测试中,采用固体润滑膏的传统轴承会因扭矩过载停机,而SJ轴承则能持续维持极低且平稳的运转扭矩。此外,SJ轴承的整体极限运转寿命也达到了传统使用固体润滑膏轴承的6倍以上。

5、LGU润滑脂在保持低发尘量和低扭矩特性的同时,如何提高润滑安全温度上限?

LGU润滑脂在保持与LG2同等卓越的低发尘量和低扭矩特性的同时,通过使用纯有机的“二脲”增稠剂和纯合成烃油的基础油,成功将常压无尘室(Normal atmosphere)的润滑安全温度上限扩展到了120℃。

6、什么是“扭矩稳定性”?

“扭矩稳定性”是指在极端温度和真空条件下,轴承的扭矩输出保持稳定的能力。在SJ系列固体润滑高温轴承中,这种稳定性得到了显著提升。

7、NSK的固体润滑系统是如何应对极端高温真空的?

NSK开发的固体润滑系统在极端高温真空环境中运行。YS系列采用含二硫化钼或二硫化钨合金烧结隔垫,可在高达350℃的真空中稳定运行。SJ系列采用独特的“豆角”结构,将固体润滑隔垫置于同一个保持架兜孔内的两颗钢球之间,最高耐温可达400℃。

8、NSK是如何防止冷焊现象发生的?

在高真空中,金属表面缺乏氧化膜的保护,滚动体与滚道之间极易发生冷焊或粘着磨损。NSK在真空中大量采用了硬度极高且化学惰性强的陶瓷球,这不仅减少了对润滑的依赖,还能从根本上防止金属间的冷焊效应。

9、在半导体制造设备中,微粒释放和污染控制的要求有多严格?

在半导体制造设备中,对微粒释放和污染控制的要求极度苛刻。工程师必须将润滑方案从二硫化钼切换为 VDFO 氟油薄膜涂层,以满足这些要求。

10、VDFO的这种特性对其应用有哪些影响?

由于VDFO能够在金属表面形成一层极薄的氟素润滑油膜,且不需要物理粉末基底,因此它可能适用于需要高度润滑和耐腐蚀的应用场景。