المكونات الدقيقة لأشباه الموصلات والمعدات الإلكترونية: الفراغ والنظافة وإطلاق الغازات

المقالة

15 يونيو 2010

في الغلاف الجوي، يتم الحكم على الغرفة من حيث الأبعاد والتسطيح وخشونة وجه الختم. تتغير المعايير داخل نظام الفراغ تمامًا: معدل إطلاق الغازات، وامتزاز السطح، والبقايا في الثقوب العمياء، والمخاطر الغلفانية حيث تتلامس معادن مختلفة. لم يتم كتابة أي منها على الرسم.

يتم الحكم على جزء من الفراغ بشكل مختلف

في الغلاف الجوي، يتم تقييم غرفة الألومنيوم من حيث الأبعاد والتسطيح وخشونة وجه الختم. يتم تطبيق مجموعة مختلفة داخل نظام التفريغ: معدل إطلاق الغازات للمواد، وامتزاز السطح، والبقايا المحبوسة في الثقوب العمياء، والتآكل الجلفاني حيث تلتقي المعادن المتباينة. لا يظهر أي من هذه العناصر على الرسم، ويقررون معًا ما إذا كانت الحجرة تضخ نحو الهدف أم لا.

يأتي إطلاق الغازات بشكل رئيسي من الماء والمواد العضوية الممتزة على السطح، بالإضافة إلى الهيدروجين المذاب في المادة. الأنودة تضاعف مساحة السطح وتحول الأكسيد إلى إسفنجة. يستمر سائل التبريد المحاصر في الفتحة المسدودة في إطلاقه لساعات. بالنسبة للمكونات الدقيقة المخصصة لمعدات أشباه الموصلات، فإن الشرط الأول ليس الدقة بل أن تكون نظيفة ويمكن التنبؤ بها.

إطلاق الغازات: المعالجة السطحية مهمة أكثر من السبائك

على نفس الألومنيوم 6061، تختلف الأسطح المكشوفة والمصقولة كيميائيًا والمؤكسدة الصلبة في معدل إطلاق الغازات بترتيب من حيث الحجم. الأنودة مقاومة للتآكل ومقاومة للتآكل، ولكنها تتصرف مثل الإسفنجة في ظل الفراغ العالي. عندما يكون إطلاق الغازات مهمًا، فإن التلميع الكيميائي أو التحليل الكهربائي بالإضافة إلى التسخين بدرجة حرارة عالية هو الحل المعتاد.

وجه الختم هو النقطة الأخرى التي يتم تجاهلها بشكل شائع. يعتمد الختم الفراغي على حلقة O أو ختم معدني، وتحدد خشونة ونظافة هذا الوجه معدل التسرب مباشرة. إن السلاسة ليست أفضل تلقائيًا: فالتلميع الزائد يزيل القدرة على الاحتفاظ بمواد التشحيم ويدعو إلى الخدوش أثناء التجميع. النطاق المعقول عادة ما يكون Ra 0.4 إلى 0.8، بدون خدوش ولا جسيمات مدمجة.

تتم إدارة النظافة من أول خطوة

لا يتم الحصول على النظافة عند الغسل النهائي؛ يتم الحفاظ عليه من العملية الأولى. تخترق إضافات الكبريت والكلور الموجودة في سائل التبريد المسامية الدقيقة للألمنيوم ومن الصعب جدًا إزالتها لاحقًا. الزيت الموجود على التركيبات، والغبار الموجود على الناقلات، والمواد البلاستيكية الناتجة عن التغليف، كلها تصبح مصادر للتلوث في النهاية.

لذلك تحتاج المتاجر التي تصنع هياكل أشباه الموصلات أو الإلكترونيات إلى خط تنظيف مخصص - بالموجات فوق الصوتية، والشطف المباشر، والتجفيف - مع مراقبة دورية لمقاومة الماء وعدد الجسيمات. عند مراجعة أحد الموردين، يجدر النظر إلى هذا السطر: إذا كانت الأجزاء تشترك في الغسيل مع العمل العادي، فلا يمكن ضمان النظافة. وهو أيضًا حجر العثرة الأكثر شيوعًا عندما تدخل أجزاء تصنيع الصفائح المعدنية وختمها في سلسلة توريد أشباه الموصلات.

تشطيب السطح: ثلاث عمليات، ثلاثة مخاطر

عادةً ما تشهد الهياكل الإلكترونية إحدى ثلاث تشطيبات: الأنودة، أو طلاء التحويل الكيميائي مثل الكرومات الموصلة، أو الطلاء. تعمل عملية الأنودة على عزل ومقاومة التآكل ولكنها تزيد الجزء بمقدار ثلاثة إلى ثمانية ميكرونات لكل وجه، لذلك تحتاج الثقوب الملولبة إلى إخفاء. طلاء التحويل يقوم بإجراء تغييرات طفيفة في الأبعاد، مما يناسب نقاط التأريض. الطلاء رخيص ولكنه يخرج تحت الفراغ أو الحرارة.

أي واحد ينطبق يعتمد على الوظيفة. الوجه الذي يجب أن يكون مؤرضًا لا يمكن أن يكون مؤكسدًا؛ الوجه الذي يجب أن يكون معزولًا ومقاومًا للتآكل لا يمكنه الاعتماد على طلاء التحويل وحده؛ يجب أن يتجنب أي شيء قريب من البصريات الطلاء الذي تتكثف مواده المتطايرة على العدسة. إن كتابة هذا في ملاحظات الرسم أرخص بكثير من إعادة العمل لاحقًا.

التسامح والتجميع: تم تصميم دقة الإطار، وليس تشكيله آليًا

في أجزاء الإطار لمعدات أشباه الموصلات، نادرًا ما يكون التسامح مع القطعة الواحدة هو الصعوبة؛ الخطأ المتراكم في التجميع هو. يمكن لإطار يبلغ طوله مترين مصنوع من اثنتي عشرة لوحة وألواح، كل منها مثبتة بـ 0.1 ملم زائد أو ناقص، أن يجمع 2 ملم. لا تكمن الإجابة في تشديد كل جزء إلى 0.02 مم، الأمر الذي يضاعف التكلفة، ولكن في استخدام الحشوات المناسبة وضبط الحشوات.

وهذا يعني أن التصميم لمراجعة التصنيع يجب أن يفصل أبعاد التجميع عن أبعاد الوظيفة. قد تمتص أبعاد التجميع الأخطاء المتراكمة من خلال أدوات الضبط؛ يجب أن يتم الإمساك بأبعاد الوظيفة، مثل وجه تثبيت السكة، بشكل مباشر. يعد التمييز بين الفئتين في الرسم هو أوضح علامة على رسم هيكل ناضج.

التعبئة والتغليف والنقل: فشل تنظيف الأجزاء عند لحظة الفتح

يمكن أن تصل النظافة إلى تسعة وتسعين بالمائة ولا تزال تفشل في العبوة. وضع الفشل النموذجي في أجزاء معدات أشباه الموصلات هو التلوث عند الفتح: كان الجزء نظيفًا، لكن الكيس أطلق مادة ملدنة، أو هرب الغبار المجفف، أو وضع ملصق ورقي بين طبقتي الكيس ونقل كل شيء إلى السطح عند التفريغ.

تغطي مواصفات التغليف المناسبة أربعة أشياء. الطبقة الداخلية عبارة عن كيس مزدوج من فئة غرف الأبحاث بدلاً من فيلم PE العادي. يتم تطهير الكيس بالنيتروجين أو تفريغه بالمكنسة الكهربائية لقمع الامتزاز. يتم إغلاق المجفف بشكل فردي حتى لا يهرب الغبار. يستخدم الصندوق الخارجي ورق غرف الأبحاث أو غلاف الفقاعات بدلاً من الألواح المموجة التي تكون على اتصال مباشر بالجزء. بالنسبة للأجزاء الحساسة لإطلاق الغازات، يجب أيضًا استبعاد عوامل إطلاق السيليكون والورق المضاد للصدأ المزيت.

يحتاج النقل إلى الإدارة أيضًا. تتسبب تقلبات درجة الحرارة والرطوبة داخل الحاوية البحرية في حدوث تكثيف داخل العبوة؛ تتشكل علامات الماء على المعدن، وتحت الفراغ تصبح تلك العلامات مواقع امتزاز. ولذلك فإن الشحنات الطويلة تبرر وجود بطاقات مؤشر الرطوبة ونافذة التفتيش التعاقدي بعد الوصول، لأن المشاكل الموجودة خارج تلك النافذة يصعب عزوها.

هناك نقطة أخيرة يمكن تفويتها بسهولة: التعبئة والتغليف جزء من إمكانية التتبع. يجب أن تحمل الحقيبة دفعة التنظيف والتاريخ، وإلا فلن يمكن إرجاع رحلة الجسيمات لدى العميل إلى التنظيف أو النقل.

كيفية فحص مورد معدات أشباه الموصلات

ثلاثة مرشحات. أولاً، المعدات: القدرة على خمسة محاور، والقدرة على التعامل مع الأجزاء التي يزيد طولها عن مترين، وفحص CMM. ثانيًا، العملية: خط تنظيف مخصص، وشريك للأكسدة أو طلاء التحويل، وتقارير إطلاق الغازات أو النظافة من طرف ثالث عند الاقتضاء. ثالثًا، النظام: ISO 9001 كحد أدنى، وRoHS وCE للشحن الأوروبي، وUL اعتمادًا على العميل - بالنسبة لمصنعي المعدات الأصلية للمعدات، عادةً ما يتم تعيين العنصر الأخير من قبل عملائهم وليس من قبلهم، ولهذا السبب يستحق السؤال مبكرًا.

قليل من الموردين يجتازون الثلاثة في وقت واحد، وليس هناك حاجة للبدء من هناك. ابدأ بالهياكل غير الحرجة، واحصل على تدفق التنظيف والتعبئة بشكل صحيح، ثم أدخل الأجزاء المهمة. بالنسبة للمشتري، فإن حجم العرض الموثوق به - الطلبات المجمعة التي يتم تسليمها في الموعد المحدد - عادة ما يساوي أكثر من جزء مثير للإعجاب لمرة واحدة. يحتاج منشئ المعدات الذي يعمل على نموذج ODM إلى تلك الوثائق قبل أن يحتاجها مصنع المعدات الأصلية، لأن الأداة مؤهلة تحت اسم العميل الخاص به؛ وموزع الجملة الذي لا يستطيع وصف خط التنظيف خلف الأجزاء يبيع الصناديق بدلاً من المكونات.