Přesné komponenty pro polovodičová a elektronická zařízení: vakuum, čistota a odplyňování

Článek

15. června 2010

V atmosféře se komora posuzuje podle rozměrů, rovinnosti a drsnosti těsnicí plochy. Uvnitř vakuového systému se kritéria zcela mění: rychlost odplynění, povrchová adsorpce, zbytky ve slepých otvorech a galvanické riziko při dotyku různých kovů. Nic z toho není na výkrese napsáno.

Část ve vakuu je posuzována jinak

V atmosféře se hliníková komora hodnotí z hlediska rozměrů, rovinnosti a drsnosti těsnicí plochy. Uvnitř vakuového systému platí jiná sada: rychlost odplyňování materiálu, povrchová adsorpce, zbytky zachycené ve slepých otvorech a galvanická koroze v místech, kde se setkávají různé kovy. Žádný z nich se na výkresu neobjeví a společně rozhodnou, zda se komora napumpuje k cíli.

Odplynění pochází hlavně z vody a organických látek adsorbovaných na povrchu plus vodíku rozpuštěného v materiálu. Eloxování znásobuje povrch a mění oxid na houbu; chladicí kapalina zachycená ve slepém otvoru se uvolňuje celé hodiny. U přesných součástek určených pro polovodičová zařízení proto prvním požadavkem není přesnost, ale čistota a předvídatelnost.

Odplyňování: Povrchová úprava je důležitější než slitina

Na stejném hliníku 6061 se holé, chemicky leštěné a tvrdě eloxované povrchy liší v rychlosti odplynění o řád. Eloxování je odolné proti opotřebení a korozi, ale ve vysokém vakuu se chová jako houba. Tam, kde jde o odplynění, je obvyklou odpovědí chemické nebo elektrolytické leštění a vysokoteplotní vypalování.

Těsnicí plocha je dalším běžně vynechaným bodem. Vakuové těsnění se opírá o O-kroužek nebo kovové těsnění a o míře úniku přímo rozhoduje drsnost a čistota tohoto čela. Hladší není automaticky lepší: přílišné leštění odstraňuje schopnost zadržovat mazivo a způsobuje škrábance během montáže. Citlivý pás je obvykle Ra 0,4 až 0,8, bez škrábanců a bez vložených částic.

Čistota je řízena od prvního řezu

Při konečném praní nedochází k čistotě; je udržována od první operace. Přísady síry a chlóru v chladicí kapalině pronikají mikroporézností hliníku a později se velmi obtížně odstraňují. Olej na armaturách, prach na dopravnících a změkčovadlo z obalů se nakonec stávají zdroji kontaminace.

Obchody vyrábějící polovodičové nebo elektronické struktury proto potřebují speciální čisticí linku – ultrazvukovou, DI oplach, sušení – s pravidelným monitorováním odporu vůči vodě a počtu částic. Při auditu dodavatele stojí za to podívat se na tento řádek: pokud díly sdílejí mytí s běžnou prací, čistotu nelze zaručit. Je to také nejčastější kámen úrazu, když výroba plechů a lisovacích dílů vstupují do dodavatelského řetězce polovodičů.

Povrchová úprava: tři procesy, tři rizika

Elektronické struktury mají obvykle jednu ze tří povrchových úprav: eloxování, chemický konverzní povlak, jako je vodivý chromát, nebo lakování. Eloxování izoluje a odolává opotřebení, ale zvětšuje součást o tři až osm mikronů na plochu, takže otvory se závitem potřebují maskování. Konverzní povlak vede a téměř nemění rozměry, což vyhovuje uzemňovacím bodům. Barva je levná, ale odplyňuje pod vakuem nebo teplem.

Která z nich platí, závisí na funkci. Obličej, který musí být zbroušen, nemůže být eloxován; tvář, která musí izolovat a odolávat opotřebení, se nemůže spoléhat pouze na konverzní povlak; cokoliv v blízkosti optiky by se mělo vyvarovat barvy, jejíž těkavé látky budou kondenzovat na čočce. Zápis do poznámek k výkresu je mnohem levnější než pozdější přepracování.

Tolerance a montáž: Přesnost rámu je vyrobena, není obrobena

U dílů rámů pro polovodičové vybavení je tolerance jednoho kusu zřídkakdy obtížná; akumulovaná chyba při montáži je. Dvoumetrový rám vyrobený z tuctu výlisků a desek, každý s tloušťkou plus minus 0,1 mm, lze sestavit dva milimetry. Odpovědí není utáhnout každý díl na 0,02 mm, což znásobuje náklady, ale použít přizpůsobené montážní a seřizovací podložky.

To znamená, že návrh pro kontrolu výroby musí oddělit rozměry sestavy od funkčních rozměrů. Montážní rozměry mohou absorbovat nahromaděné chyby prostřednictvím seřizovačů; funkční rozměry, jako je montážní plocha kolejnice, musí být drženy přímo. Označení dvou tříd od sebe na výkresu je nejjasnějším znakem vyspělého výkresu struktury.

Balení a přeprava: Čisté díly selžou v okamžiku otevření

Čistota může dosáhnout devadesáti devíti procent a stále selhává u balení. Typickým poruchovým stavem na součástech polovodičového zařízení je kontaminace při otevření: součást byla čistá, ale sáček uvolnil změkčovadlo, unikl prach z vysoušedla nebo papírový štítek seděl mezi dvěma vrstvami sáčku a při vybalování vše přenesl na povrch.

Správná specifikace balení pokrývá čtyři věci. Vnitřní vrstva je spíše dvojitý sáček pro čisté prostory než obyčejná PE fólie. Sáček je propláchnut dusíkem nebo vakuován, aby se potlačila adsorpce. Vysoušedlo je jednotlivě utěsněno, takže neuniká žádný prach. Vnější krabice používá papír pro čisté prostory nebo bublinkovou fólii místo vlnité lepenky v přímém kontaktu s dílem. U dílů citlivých na odplynění je třeba vyloučit také silikonové separační prostředky a naolejovaný antikorozní papír.

Doprava potřebuje také řízení. Kolísání teploty a vlhkosti uvnitř námořní nádoby způsobuje kondenzaci uvnitř obalu; Vodní stopy se tvoří na kovu a ve vakuu se tyto stopy stávají adsorpčními místy. Dlouhé zásilky proto ospravedlňují karty indikátorů vlhkosti a smluvní kontrolní okno po příjezdu, protože problémy nalezené mimo toto okno je těžké připsat.

Jeden poslední bod, který snadno přehlédneme: balení je součástí sledovatelnosti. Sáček musí nést šarži čištění a datum, jinak nelze cestu částic u zákazníka přičíst čištění nebo přepravě.

Jak prověřit dodavatele polovodičového zařízení

Tři filtry. Za prvé, vybavení: pětiosá schopnost, schopnost manipulovat s díly delšími než dva metry a kontrola CMM. Za druhé, zpracujte: vyhrazenou čistící linku, partnera pro eloxování nebo konverzní nátěry a v případě potřeby zprávy o odplynění nebo čistotě třetí strany. Za třetí, systém: ISO 9001 jako podlaha, RoHS a CE pro evropskou zásilku, UL v závislosti na zákazníkovi – pro OEM zařízení je poslední položka obvykle nastavena jejich vlastním zákazníkem, nikoli jimi, a proto se vyplatí ptát se včas.

Málokterý dodavatel projde všemi třemi najednou a není třeba začínat tam. Začněte s nekritickými strukturami, zajistěte správný postup čištění a balení a poté zaveďte kritické části. Pro kupujícího má spolehlivá objemová dodávka – hromadné objednávky dodávané podle plánu – obvykle hodnotu více než jedné působivé jednorázové části. Tvůrce zařízení pracující na modelu ODM potřebuje tuto dokumentaci dříve než výrobce OEM, protože nástroj je kvalifikován pod jménem jejich zákazníka; a velkoobchodní distributor, který nedokáže popsat čisticí linku za díly, prodává spíše krabice než komponenty.