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Abstract

本發明可提高低溫泵的排氣性能。低溫泵(10)的特徵為，具備：冷凍機(16)，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台；放射屏蔽件(30)，熱耦合於高溫冷卻台且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；及低溫低溫板部，其熱耦合於低溫冷卻台且被放射屏蔽件(30)包圍，該低溫低溫板部具備複數個低溫板(60)及沿軸向排列成柱狀之複數個導熱體(62)，且複數個低溫板(60)及複數個導熱體(62)沿軸向層疊。

Description

低溫泵

本申請主張基於2017年2月7日申請之日本專利申請第2017-020601號的優先權。該申請的所有內容藉由參閱援用於本說明書中。 　　本發明係有關一種低溫泵。

低溫泵為藉由冷凝或吸附在被冷卻成極低溫之低溫板捕捉氣體分子以進行排氣之真空泵。低溫泵通常為實現半導體電路製造製程等所要求之潔淨的真空環境而使用。作為低溫泵的應用之一，例如如離子植入製程那樣，有時例如氫氣等非冷凝性氣體佔據應排出氣體的大半部分。非冷凝性氣體在冷卻為極低溫之吸附區域被吸附，藉此能夠首次被排出。 　　低溫泵通常具備藉由冷凍機的高溫冷卻台被冷卻之高溫低溫板部及藉由冷凍機的低溫冷卻台被冷卻之低溫低溫板部。高溫低溫板部為了保護低溫低溫板部免受輻射熱而設置。低溫低溫板部包括複數個低溫板，該等低溫板經由安裝結構安裝於低溫冷卻台。 (先前技術文獻) (專利文獻) 　　專利文獻1：日本特開2012-237262號公報 　　專利文獻2：日本特開2009-62890號公報

(本發明所欲解決之課題) 　　經本發明人等對低溫泵深入研究之結果，認識到了以下問題。大部分低溫泵中，高溫低溫板部及低溫低溫板部依據圓盤或圓筒、圓錐等軸對稱的形狀而設計。儘管如此，低溫板安裝結構大多採用矩形或長方體等非軸對稱形狀。這制約著安裝結構的簡化和小型化。若安裝結構具有複雜的形狀且尺寸增加，則配置低溫板之空間相應地減少。其結果，低溫板面積減少且低溫泵的排氣性能(例如，非冷凝性氣體的吸留量、排氣速度)下降。因此，在現有的低溫板安裝結構的設計中，從提高排氣性能為目標來看有改善的餘地。 　　本發明的一態樣的例示性的目的之一為提高低溫泵的排氣性能。 (用以解決課題之手段) 　　依本發明的一態樣，低溫泵具備：冷凍機，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台；放射屏蔽件，熱耦合於前述高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；及低溫低溫板部，其熱耦合於前述低溫冷卻台且被前述放射屏蔽件包圍，該低溫低溫板部具備複數個低溫板、及沿軸向排列成柱狀之複數個導熱體，且前述複數個低溫板及前述複數個導熱體沿軸向層疊。 　　另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上構成要素的任意組合或本發明的構成要素和表現形式者，作為本發明的態樣同樣有效。 (發明之效果) 　　依本發明，能夠提高低溫泵的排氣性能。

以下，參閱附圖對用於實施本發明的形態進行詳細說明。說明及附圖中對相同或等同的構成要素、構件、處理標註相同符號，並適當省略重複說明。所描繪之各部的比例尺和形狀為便於說明而簡易設定，除非特別指明，則為非限制性解釋。實施形態為示例，對本發明的範圍不做任何限定。實施形態中所描述之所有特徵和其組合，未必為發明的本質。 　　圖1概略地表示實施形態之低溫泵10。圖2係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的上部低溫板之立體圖。圖3係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的下部低溫板之頂視圖。 　　低溫泵10為了提高例如安裝於離子植入裝置、濺射裝置、蒸鍍裝置或其他真空處理裝置的真空腔室且將真空腔室內部的真空度提高至所希望的真空處理所要求之級別而使用。低溫泵10具有用於從真空腔室接收應排出之氣體的低溫泵進氣口(以下亦簡稱為“進氣口”)12。氣體通過進氣口12而進入到低溫泵10的內部空間14。 　　另外，以下為簡單明了地表示低溫泵10的構成要素的位置關係，有時使用“軸向”、“徑向”這樣的術語。低溫泵10的軸向表示通過進氣口12之方向(亦即，圖中沿中心軸C之方向)，徑向表示沿進氣口12之方向(與中心軸C垂直的方向)。為方便起見，有時關於軸向，相對靠近進氣口12則稱為“上”，相對較遠則稱為“下”。亦即，有時相對遠離低溫泵10的底部則稱為“上”，相對靠近則稱為“下”。關於徑向，靠近進氣口12的中心(圖中為中心軸C)則稱為“內”，靠近進氣口12的周緣則稱為“外”。另外，這種表現形式無關於低溫泵10安裝於真空腔室時的配置。例如，低溫泵10可以以使進氣口12沿鉛垂方向朝下的方式安裝於真空腔室。 　　又，有時將包圍軸向之方向稱為“周方向”。周方向為沿進氣口12之第2方向，且為與徑向正交之切線方向。 　　低溫泵10具備冷凍機16、第1段低溫板18、第2段低溫板總成20及低溫泵殼體70。第1段低溫板18亦可稱為高溫低溫板部或100K部。第2段低溫板總成20亦可稱為低溫低溫板部或10K部。 　　冷凍機16例如為吉福德-麥克馬洪式冷凍機(所謂GM冷凍機)等極低溫冷凍機。冷凍機16為二段式冷凍機。因此，冷凍機16具備第1冷卻台22及第2冷卻台24。冷凍機16構成為將第1冷卻台22冷卻為第1冷卻溫度，並將第2冷卻台24冷卻為第2冷卻溫度。第2冷卻溫度低於第1冷卻溫度。例如第1冷卻台22為65K～120K左右，80K～100K為較佳，第2冷卻台24被冷卻為10K～20K左右。 　　又，冷凍機16具備結構上由第1冷卻台22支撐第2冷卻台24，同時結構上由冷凍機16的室溫部26支撐第1冷卻台22之冷凍機結構部21。因此，冷凍機結構部21具備沿徑向同軸延伸之第1缸體23及第2缸體25。第1缸體23將冷凍機16的室溫部26連接於第1冷卻台22。第2缸體25將第1冷卻台22連接於第2冷卻台24。室溫部26、第1缸體23、第1冷卻台22、第2缸體25及第2冷卻台24依次排成一條直線。 　　第1缸體23及第2缸體25各自的內部配設有能夠往復移動的第1置換器及第2置換器(未圖示)。在第1置換器及第2置換器分別組裝有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未圖示)。又，室溫部26具有用於使第1置換器及第2置換器往復移動的驅動機構(未圖示)。驅動機構包括以週期性地反覆向冷凍機16的內部供給與排出工作氣體(例如氦氣)的方式切換工作氣體的流路之流路切換機構。 　　冷凍機16與工作氣體的壓縮機(未圖示)連接。冷凍機16使藉由壓縮機加壓之工作氣體在內部膨脹以冷卻第1冷卻台22及第2冷卻台24。膨脹之工作氣體被壓縮機回收且再次被加壓。冷凍機16藉由包括工作氣體的供排及與其同步之第1置換器及第2置換器的往復移動之熱循環的反覆而產生寒冷。 　　圖示之低溫泵10為所謂的臥式低溫泵。臥式低溫泵通常指冷凍機16以與低溫泵10的中心軸C交叉的(通常為正交)方式配設之低溫泵。 　　第1段低溫板18具備放射屏蔽件30和入口低溫板32，並包圍第2段低溫板總成20。第1段低溫板18提供用於保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵10的外部或低溫泵殼體70的輻射熱的極低溫表面。第1段低溫板18熱耦合於第1冷卻台22。藉此，第1段低溫板18被冷卻為第1冷卻溫度。第1段低溫板18與第2段低溫板總成20之間具有間隙，第1段低溫板18不與第2段低溫板總成20接觸。第1段低溫板18亦不與低溫泵殼體70接觸。 　　放射屏蔽件30為保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵殼體70的輻射熱而設置。放射屏蔽件30從進氣口12沿軸向延伸為筒狀(例如圓筒狀)。放射屏蔽件30位於低溫泵殼體70與第2段低溫板總成20之間且包圍第2段低溫板總成20。放射屏蔽件30具有用於從低溫泵10的外部向內部空間14接收氣體的屏蔽件主開口34。屏蔽件主開口34位於進氣口12。 　　放射屏蔽件30具備：屏蔽件前端36，確定屏蔽件主開口34；屏蔽件底部38，位於與屏蔽件主開口34相反的一側；及屏蔽件側部40，將屏蔽件前端36連接於屏蔽件底部38。屏蔽件側部40沿軸向從屏蔽件前端36向與屏蔽件主開口34相反的一側延伸，且以沿周方向包圍第2冷卻台24的方式延伸。 　　屏蔽件側部40具有供冷凍機結構部21插入之屏蔽件側部開口44。第2冷卻台24及第2缸體25通過屏蔽件側部開口44而從放射屏蔽件30的外部插入到放射屏蔽件30中。屏蔽件側部開口44為形成於屏蔽件側部40之安裝孔，例如為圓形。第1冷卻台22配置於放射屏蔽件30的外部。 　　屏蔽件側部40具備冷凍機16的安裝座46。安裝座46為用於將第1冷卻台22安裝於放射屏蔽件30的平坦部分，從放射屏蔽件30的外部觀察時稍微凹陷。安裝座46形成屏蔽件側部開口44的外周。第1冷卻台22安裝於安裝座46，藉此放射屏蔽件30熱耦合於第1冷卻台22。 　　如此代替將放射屏蔽件30直接安裝於第1冷卻台22，在一實施形態中，放射屏蔽件30可以經由額外的導熱構件而熱耦合於第1冷卻台22。導熱構件例如可以為兩端具有凸緣之中空的短筒。導熱構件可以為藉由其一端的凸緣固定於安裝座46，且藉由另一端的凸緣固定於第1冷卻台22。導熱構件可以包圍冷凍機結構部21而從第1冷卻台22向放射屏蔽件30延伸。屏蔽件側部40可以包括這種導熱構件。 　　圖示之實施形態中，放射屏蔽件30構成為一體的筒狀。取而代之，放射屏蔽件30可以以藉由複數個零件而整體呈筒狀的形狀的方式構成。該等複數個零件可以以彼此具有間隙的方式配設。例如，放射屏蔽件30可以沿軸向分割為2個部分。該情況下，放射屏蔽件30的上部為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件前端36和屏蔽件側部40的第1部分。放射屏蔽件30的下部亦為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件側部40的第2部分和屏蔽件底部38。屏蔽件側部40的第1部分與第2部分之間形成有沿周方向延伸之狹縫。該狹縫可以形成屏蔽件側部開口44的至少一部分。或者，屏蔽件側部開口44可以為其上半部分形成於屏蔽件側部40的第1部分，下半部分形成於屏蔽件側部40的第2部分。 　　放射屏蔽件30在進氣口12與屏蔽件底部38之間形成包圍第2段低溫板總成20之氣體接收空間50。氣體接收空間50為低溫泵10的內部空間14的一部分，且為與第2段低溫板總成20沿徑向相鄰之區域。 　　入口低溫板32為了保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵10的外部的熱源(例如，安裝有低溫泵10之真空腔室內的熱源)的輻射熱而設置於進氣口12(或屏蔽件主開口34、下同)。又，以入口低溫板32的冷卻溫度冷凝之氣體(例如水分)被捕捉到其表面。 　　入口低溫板32在進氣口12處配置於與第2段低溫板總成20對應之部位。入口低溫板32佔據進氣口12的開口面積的中心部分，且在與放射屏蔽件30之間形成環狀的開放區域51。向軸向觀察時入口低溫板32的形狀例如為圓盤狀。入口低溫板32可以佔據進氣口12的開口面積的至多1/3或至多1/4。如此一來，開放區域51可以佔據進氣口12的開口面積的至少2/3或至少3/4。開放區域51在進氣口12處位於與氣體接收空間50對應之部位。開放區域51為氣體接收空間50的入口，低溫泵10通過開放區域51將氣體接收至氣體接收空間50。 　　入口低溫板32經由入口低溫板安裝構件33安裝於屏蔽件前端36。入口低溫板安裝構件33為沿屏蔽件主開口34的直徑架設於屏蔽件前端36之直線狀(或十字狀)的構件。如此，入口低溫板32固定於放射屏蔽件30，並熱耦合於放射屏蔽件30。入口低溫板32靠近第2段低溫板總成20，但不與其接觸。 　　第2段低溫板總成20設置於低溫泵10的內部空間14的中心部。第2段低溫板總成20具備上部結構20a和下部結構20b。第2段低溫板總成20具備沿軸向排列之複數個低溫板60。複數個低溫板60沿軸向彼此隔著間隔而排列。 　　第2段低溫板總成20的上部結構20a具備複數個上部低溫板60a及複數個導熱體(亦稱為導熱墊片)62。複數個導熱體62沿軸向排列成柱狀。複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62在進氣口12與第2冷卻台24之間沿軸向層疊。如此，上部結構20a相對於第2冷卻台24配置於軸向上方。上部結構20a經由導熱塊63固定於第2冷卻台24，並熱耦合於第2冷卻台24。藉此，上部結構20a被冷卻為第2冷卻溫度。 　　第2段低溫板總成20的下部結構20b具備複數個下部低溫板60b及第2段板安裝構件64。第2段板安裝構件64從第2冷卻台24沿軸向朝下方延伸。複數個下部低溫板60b經由第2段板安裝構件64安裝於第2冷卻台24。如此，下部結構20b熱耦合於第2冷卻台24，且被冷卻為第2冷卻溫度。 　　第2段低溫板總成20中，在至少一部分表面形成有吸附區域66。吸附區域66為了藉由吸附來捕捉非冷凝性氣體(例如氫氣)而設置。吸附區域66例如藉由將吸附材(例如活性碳)黏著於低溫板表面而形成。吸附區域66可以形成於與上方相鄰之低溫板60的成為陰影之部位，避免從進氣口12看到。例如，吸附區域66形成於低溫板60的整個下表面(背面)。吸附區域66可以形成於上部低溫板60a的上表面及/或下表面。吸附區域66可以形成於下部低溫板60b的上表面及/或下表面。 　　又，在第2段低溫板總成20的至少一部分表面形成有藉由冷凝來捕捉冷凝性氣體的冷凝區域。冷凝區域例如為在低溫板表面上吸附材所空缺之區域，低溫板基材表面例如有金屬面露出。低溫板60(例如，上部低溫板60a)的上表面外周部可以為冷凝區域。 　　如圖1及圖2所示，上部低溫板60a為倒圓錐台狀，且配置成向軸向觀察時成為圓形狀。上部低溫板60a的中心位於中心軸C上。上部低溫板60a還能夠具有研缽狀、深碟狀或碗狀的形狀。上部低溫板60a在上端部74具有大的尺寸(亦即為大徑)，在下端部76具有比其小的尺寸(亦即為小徑)。上部低溫板60a具備連結上端部74與下端部76之傾斜區域78。傾斜區域78位於倒圓錐台的側面。藉此，上部低溫板60a以上部低溫板60a的上表面的法線與中心軸C交叉的方式傾斜。上部低溫板60a在下端部76具有複數個貫穿孔80。貫穿孔80為了將上部低溫板60a安裝於導熱體62(或導熱塊63)而設置。 　　第一張上部低溫板60a的直徑最小。第一張上部低溫板60a沿軸向位於最上方，且與入口低溫板32最近。第二張上部低溫板60a的直徑比第一張上部低溫板60a稍大。第三張、第四張、第五張上部低溫板60a亦相同。更下方的上部低溫板60a，直徑比與其相鄰之上方的上部低溫板60a稍大。 　　第一張及第二張上部低溫板60a的傾斜區域78為平行。又第三張至第五張上部低溫板60a的傾斜區域78為平行。第一張上部低溫板60a的傾斜角度與第三張上部低溫板60a的傾斜角度相比更小。第三張、第四張、第五張上部低溫板60a配置成嵌套狀。更上方的上部低溫板60a的下部嵌套於與其相鄰之下方的上部低溫板60a中。 　　有關上部結構20a的更詳細的內容將於後述。另外，上部結構20a的具體結構並不限定於上述結構。例如，上部結構20a可以具有任意張數的上部低溫板60a。上部低溫板60a可以具有平板、圓錐狀或其他形狀。例如，第一張上部低溫板60a可以為平板，例如圓盤。 　　如圖3所示，下部低溫板60b為平板，例如圓盤狀。下部低溫板60b的直徑比上部低溫板60a大。但是，為了對第2段板安裝構件64進行安裝，在下部低溫板60b形成有從外周的一部分向中心部凹陷的缺口部82。另外，下部低溫板60b可以與上部低溫板60a同樣為倒圓錐台狀，亦可以為圓錐狀或其他形狀。 　　上部低溫板60a與下部低溫板60b不同，其不具有缺口部82。藉此，上部低溫板60a能夠更寬地獲得有效的低溫板面積(亦即吸附區域66及/或冷凝區域)。 　　吸附區域66中，有很多活性碳顆粒以緊湊地排列在低溫板60的表面之狀態，以不規則的排列黏著。活性碳顆粒例如成形為圓柱形狀。另外，吸附材的形狀可以為非圓柱形狀，例如可以為球狀或成形為其他形狀之形狀或不規則形狀。吸附材在板上的排列可以為規則的排列亦可以為不規則的排列。 　　低溫泵殼體70為收容第1段低溫板18、第2段低溫板總成20及冷凍機16之低溫泵10的筐體，其為以保持內部空間14的真空氣密的方式構成之真空容器。低溫泵殼體70以非接觸方式包含第1段低溫板18及冷凍機結構部21。低溫泵殼體70安裝於冷凍機16的室溫部26。 　　藉由低溫泵殼體70的前端，進氣口12被分隔。低溫泵殼體70具備從其前端朝向徑向外側延伸之進氣口凸緣72。進氣口凸緣72遍及低溫泵殼體70的整周而設置。低溫泵10使用進氣口凸緣72而安裝於真空排氣對象的真空腔室。 　　以下說明上述結構的低溫泵10的動作。低溫泵10在工作時，首先在該工作之前用其他適當的粗抽泵將真空腔室內部粗抽至1Pa左右。之後，使低溫泵10工作。藉由冷凍機16的驅動，第1冷卻台22及第2冷卻台24分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。藉此，熱耦合於該等之第1段低溫板18、第2段低溫板總成20亦分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。 　　入口低溫板32將從真空腔室朝向低溫泵10飛來之氣體冷卻。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在入口低溫板32的表面冷凝。該氣體可以稱為第1種氣體。第1種氣體例如為水蒸氣。如此，入口低溫板32能夠將第1種氣體排出。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體的一部分從進氣口12進入內部空間14。或者，氣體的其他部分被入口低溫板32反射，而未進入到內部空間14。 　　進入到內部空間14之氣體藉由第2段低溫板總成20被冷卻。藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在第2段低溫板總成20的表面冷凝。該氣體可以稱為第2種氣體。第2種氣體例如氬氣。如此，第2段低溫板總成20能夠排出第2種氣體。 　　藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體被第2段低溫板總成20的吸附材吸附。該氣體可以稱為第3種氣體。第3種氣體例如為氫氣。如此，第2段低溫板總成20能夠排出第3種氣體。因此，低溫泵10能夠藉由冷凝或吸附排出各種氣體，且將真空腔室的真空度提升至所希望的級別。 　　接著，對實施形態之第2段低溫板總成20的上部結構20a進行更詳細的說明。圖4係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成20的上部結構20a之剖面圖。圖5係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成20的上部結構20a之分解立體圖。 　　如上所述，第2段低溫板總成20的上部結構20a具備複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62。複數個導熱體62沿軸向排列成柱狀。實施形態之第2段低溫板支撐結構具備複數個導熱體62，且具備支撐複數個上部低溫板60a之低溫板支撐柱。上部結構20a以關於中心軸C軸對稱的方式構成。 　　複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62沿軸向層疊。複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62以至少1個導熱體62位於相鄰之2個上部低溫板60a之間的方式沿軸向層疊。複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62沿軸向交替層疊。這種層疊結構在使組裝作業變得輕鬆這一點上有利。又，亦容易調整搭載於低溫泵10之上部低溫板60a的張數(只改變層疊之低溫板的數量即可)。 　　每個導熱體62具有圓柱形狀。導熱體62可以呈比較短的圓柱形狀，且軸向高度比導熱體62的直徑小。 　　複數個導熱體62沿軸向排列成圓柱狀，複數個導熱體62皆具有圓形狀端面。這樣一來，既能夠將導熱體62的尺寸(例如半徑)設定得比較小，又能夠將導熱體62的截面積(與軸向垂直的截面)設定得比較大。若導熱體62的尺寸較小，則能夠將吸附區域66(及/或冷凝區域)的面積設定得大，這有利於提高低溫泵10的排氣性能。若截面積較大，則能夠增加軸向的導熱量。這有利於複數個導熱體62乃至第2段低溫板總成20的上部結構20a的冷卻時間的縮短。 　　導熱體62的軸向高度規定相鄰之2個上部低溫板60a的軸向距離。將導熱體62的軸向高度設定得小，藉此能夠將上部低溫板60a排列得緊湊。如此，即使導熱體62沿軸向變薄，導熱體62的截面積(與軸向垂直的截面)亦保持不變，因此不對導熱體62的導熱量造成顯著的影響。 　　上部低溫板60a具備與導熱體62的圓形狀端面相當之大小的中心圓盤(亦即，下端部76)、從中心圓盤朝向進氣口12傾斜之圓錐狀低溫板面(亦即，傾斜區域78)。上部低溫板60a的中心圓盤成為安裝於導熱體62的安裝面。圓錐狀低溫板面從導熱體62的圓形狀端面的輪廓線朝斜上方延伸。與導熱體62同樣，中心圓盤的直徑比較小，因此能夠將圓錐狀低溫板面設定得比較大。又，圓錐狀低溫板面與相同外徑的圓形相比，能夠使低溫板面積更大。如此，能夠使上部低溫板60a的吸附區域66(及/或冷凝區域)的面積更大。 　　導熱體62的(圓形狀端面的)外徑可以比上部低溫板60a的(上端部74的)外徑的1/2小，可以比其1/3小，或比其1/4小。導熱體62的外徑可以比上部低溫板60a的外徑的1/10大，或比其1/5大。 　　第2段低溫板總成20的上部結構20a在上部低溫板60a與導熱體62之間具備夾層84。夾層84為了保證良好的熱接觸，夾入於沿軸向相鄰之上部低溫板60a與導熱體62之間。更準確而言，夾層84夾入於上部低溫板60a的中心圓盤與導熱體62的圓形狀端面之間。夾層84由比上部低溫板60a及導熱體62柔軟的材料形成。夾層84例如為銦片(由銦形成之片狀的構件)。夾層84的直徑可以比導熱體62的直徑稍大，且比上部低溫板60a的中心圓盤的直徑稍小。 　　第2段低溫板總成20的上部結構20a具備將複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62沿軸向貫穿之複數個緊固構件86。上部低溫板60a、導熱體62及夾層84藉由緊固構件86固定於導熱塊63。上部結構20a亦可以藉由緊固構件86固定於第2冷卻台24。這樣一來，能夠將複數個上部低溫板60a及複數個導熱體62一次性地進行緊固固定，因此容易製造(組裝作業)。 　　圖示例中，使用了3條緊固構件86。在上部低溫板60a的中心圓盤環繞中心沿周方向形成有6個貫穿孔80。該等貫穿孔80在相同的徑向位置以等角度間隔(60度間隔)配置。在導熱體62及夾層84同樣亦形成有貫穿孔。緊固構件86插入於該等貫穿孔80。緊固構件86例如為長螺釘，貫穿孔80為螺孔。緊固構件86例如由不鏽鋼形成。6個貫穿孔80每隔1個使用，3條緊固構件86每隔120度配置。不使用的貫穿孔80有助於導熱體62的輕質化。 　　導熱體62的中心部為固形物，沒有設置貫穿孔(亦即空隙)。因此，導熱體62的中心部起到導熱路徑的作用。這亦可能有助於增加導熱體62的導熱量。 　　複數個上部低溫板60a由具有第1導熱率之第1材料形成。複數個導熱體62由具有第2導熱率之第2材料形成。第2導熱率比第1導熱率小。第1材料及/或第2材料可以為金屬材料。第1材料為銅(純銅，例如韌銅)。第2材料為鋁(例如，純鋁)。 　　第1材料具有第1密度，第2材料具有第2密度，第2密度可以比第1密度小。 　　上部低溫板60a可以具備由第1材料形成之低溫板基板、被覆由不同於第1材料的材料形成之低溫板基板之被覆層(例如鎳層)。同樣地，導熱體62可以具備由第2材料形成之主體、被覆由不同於第2材料的材料形成之主體之被覆層(例如鎳層)。 　　低溫板典型地由銅製成。銅為通常所能夠利用的具有最高導熱率之材料之一。但是銅的密度比較大，因此低溫板偏重，其結果，使低溫板的熱容量亦容易變大。 　　與低溫板相同，導熱體62亦由銅製成時，由於高導熱率，而具有將上部低溫板60a冷卻至更低的溫度之優點。另一方面，第2段低溫板總成20的上部結構20a變重，而熱容量變大，其結果，冷卻所需的時間比較長。但是，本實施形態中，作為導熱體62的材料，能夠採用雖不具有與銅相當的高導熱率，但具有比較高的導熱率並且具有比較小的密度之金屬材料(例如鋁)。藉由導熱性和輕質化，導熱體62的冷卻時間縮短。另外，導熱體62可以由銅製成。 　　複數個上部低溫板60a具有第1熱容量，複數個導熱體62具有第2熱容量，第2熱容量比前述第1熱容量小。在此，第1熱容量為複數個上部低溫板60a的總熱容量，第2熱容量為複數個導熱體62的總熱容量。這樣一來，導熱體62的熱容量比較小，因此能夠在比較短的時間內冷卻。 　　複數個導熱體62全部由相同的材料(例如，第2材料)形成。但是，這並不是必須的。可以為複數個導熱體62的至少一部分(例如，至少1個導熱體62)由第2材料形成，複數個導熱體62的另一部分(例如，剩餘導熱體62)由不同於第2材料的材料(例如，第1材料)形成。如此一來，複數個導熱體62的至少一部分的導熱率可以比複數個導熱體62的另一部分的導熱率大或小。複數個導熱體62的至少一部分的密度可以比複數個導熱體62的另一部分的密度大或小。複數個導熱體62的至少一部分的熱容量可以比複數個導熱體62的另一部分的熱容量大或小。 　　導熱體62的材料可以依據導熱體62的部位(例如，軸向高度)而選擇。例如，可以為複數個導熱體62中配置於比較靠近低溫冷卻台的位置之1個以上的導熱體62由第1材料形成，配置於比較遠的位置之其他1個以上的導熱體62由第2材料形成。換言之，可以為複數個導熱體62中第1導熱體62由第1材料形成，第2導熱體62由第2材料形成。可以為第1導熱體62配置於第1軸向高度，第2導熱體62配置於第2軸向高度，第1軸向高度比第2軸向高度靠近低溫冷卻台。第1及第2導熱體62可以在軸向上配置於低溫泵進氣口與低溫冷卻台之間。 　　另外，導熱塊63可以由第1材料形成。或者，導熱塊63可以由第2材料形成。 　　實施形態之低溫泵10中，採用上部低溫板60a與導熱體62的軸向層疊的結構。藉此，第2段低溫板總成20的上部結構20a包括低溫板安裝結構在內而構成為軸對稱。與具有非對稱的安裝結構之典型的低溫泵不同，能夠將上部低溫板60a的有效低溫板面積(亦即吸附區域66及/或冷凝區域)設定得更寬。應用了這種設計之一低溫泵中，能夠將第2段低溫板總成20的吸附區域66大致增加15%。藉此，非冷凝性氣體的吸留量大致增加15%。又，預計非冷凝性氣體的排氣速度大致增加2%。如此，低溫泵10的排氣性能提高。 　　以上，依據實施例對本發明進行了說明。本領域技術人員當然能夠理解，本發明並不限定於上述實施形態，其能夠進行各種設計變更且存在各種變形例，並且這種變形例亦屬於本發明的範圍。 　　上述實施形態中，至少1個上部低溫板60a為倒圓錐台狀。但是，如圖6所示，至少1個上部低溫板60a可以為直徑比導熱體62的圓形狀端面大的平坦圓盤。如此，上部低溫板60a可以為平板，例如圓盤狀。上部低溫板60a可以具備複數個貫穿孔80。 　　上述實施形態中，以上部結構20a為例進行了說明，但上述結構亦能夠應用於下部結構20b。該情況下，只要前後邏輯關係正確，則將上部結構20a替換成“下部結構20b”，將上部低溫板60a替換成“下部低溫板60b”即可。 　　本發明的實施形態亦能夠表現為如下。 　　1．一種低溫泵，其特徵為，具備： 　　冷凍機，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台； 　　放射屏蔽件，熱耦合於前述高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；及 　　低溫低溫板部，其熱耦合於前述低溫冷卻台且被前述放射屏蔽件包圍，該低溫低溫板部具備複數個低溫板、及沿軸向排列成柱狀之複數個導熱體，且前述複數個低溫板及前述複數個導熱體沿軸向層疊。 　　2．如實施形態第1項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述複數個低溫板由具有第1導熱率之第1材料形成，前述複數個導熱體的至少一部分由具有第2導熱率之第2材料形成，前述第2導熱率比前述第1導熱率小。 　　3．如實施形態第1或2項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述複數個低溫板具有第1熱容量，前述複數個導熱體具有第2熱容量，前述第2熱容量比前述第1熱容量小。 　　4．如實施形態第1至3中任一項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述複數個導熱體沿軸向排列成圓柱狀，且前述複數個導熱體分別具有圓形狀端面。 　　5．如實施形態第4項所述之低溫泵，其特徵為， 　　至少1個低溫板具備與導熱體的圓形狀端面相當之大小的中心圓盤、及從前述中心圓盤朝向前述低溫泵進氣口傾斜之圓錐狀低溫板面。 　　6．如實施形態第4或5項所述之低溫泵，其特徵為， 　　至少1個低溫板為直徑比導熱體的圓形狀端面大的平坦圓盤。 　　7．如實施形態第1至6中任一項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述低溫低溫板部具備將前述複數個低溫板及前述複數個導熱體沿軸向貫穿之緊固構件。 　　8．如實施形態第1至7中任一項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述複數個低溫板及前述複數個導熱體在前述低溫泵進氣口與前述低溫冷卻台之間沿軸向層疊。 　　9．如實施形態第1至8中任一項所述之低溫泵，其特徵為， 　　前述低溫低溫板部在低溫板與導熱體之間具備夾層。

10‧‧‧低溫泵

12‧‧‧進氣口

16‧‧‧冷凍機

20‧‧‧第2段低溫板總成

20a‧‧‧上部結構

22‧‧‧第1冷卻台

24‧‧‧第2冷卻台

30‧‧‧放射屏蔽件

60‧‧‧低溫板

62‧‧‧導熱體

84‧‧‧夾層

86‧‧‧緊固構件

圖1概略地表示實施形態之低溫泵。 　　圖2係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的上部低溫板之立體圖。 　　圖3係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的下部低溫板之頂視圖。 　　圖4係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的上部結構之剖面圖。 　　圖5係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的上部結構之分解立體圖。 　　圖6係示意地表示實施形態之第2段低溫板總成的上部低溫板的其他例之頂視圖。

Claims (9)

1. 一種低溫泵，其特徵為，具備：冷凍機，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台；放射屏蔽件，熱耦合於前述高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；及低溫低溫板部，其熱耦合於前述低溫冷卻台且被前述放射屏蔽件包圍，該低溫低溫板部具備複數個低溫板、及由金屬材料形成且沿軸向排列成柱狀之複數個導熱體，且前述複數個低溫板及前述複數個導熱體沿軸向層疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之低溫泵，其中前述複數個低溫板由具有第1導熱率之第1材料形成，前述複數個導熱體的至少一部分由具有第2導熱率之第2材料形成，前述第2導熱率比前述第1導熱率小。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中前述複數個低溫板具有第1熱容量，前述複數個導熱體具有第2熱容量，前述第2熱容量比前述第1熱容量小。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中前述複數個導熱體沿軸向排列成圓柱狀，且前述複數個導熱體分別具有圓形狀端面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之低溫泵，其中至少1個低溫板具備與導熱體的圓形狀端面相當之大小的中心圓盤、及從前述中心圓盤朝向前述低溫泵進氣口傾斜之圓錐狀低溫板面。
6. 如申請專利範圍第4項所述之低溫泵，其中至少1個低溫板為直徑比導熱體的圓形狀端面大的平坦圓盤。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中前述低溫低溫板部具備將前述複數個低溫板及前述複數個導熱體沿軸向貫穿之緊固構件。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中前述複數個低溫板及前述複數個導熱體在前述低溫泵進氣口與前述低溫冷卻台之間沿軸向層疊。
9. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中前述低溫低溫板部在低溫板與導熱體之間具備夾層。