15. Juni 2010
In der Atmosphäre wird eine Kammer anhand ihrer Abmessungen, Ebenheit und Rauheit der Dichtfläche beurteilt. Innerhalb eines Vakuumsystems ändern sich die Kriterien völlig: Ausgasungsrate, Oberflächenadsorption, Rückstände in Sacklöchern und galvanisches Risiko, wenn sich unterschiedliche Metalle berühren. Nichts davon steht auf der Zeichnung.
Unter Atmosphäre wird eine Aluminiumkammer hinsichtlich Abmessungen, Ebenheit und Rauheit der Dichtfläche bewertet. Innerhalb eines Vakuumsystems gilt ein anderer Satz: Materialausgasungsrate, Oberflächenadsorption, in Sacklöchern eingeschlossene Rückstände und galvanische Korrosion, wo unterschiedliche Metalle aufeinandertreffen. Keines davon erscheint auf der Zeichnung, und zusammen entscheiden sie darüber, ob die Kammer bis zum Ziel herunterpumpt.
Die Ausgasung erfolgt hauptsächlich durch an der Oberfläche adsorbiertes Wasser und organische Stoffe sowie im Material gelösten Wasserstoff. Durch Eloxieren wird die Oberfläche vervielfacht und das Oxid in einen Schwamm verwandelt; In einem Sackloch eingeschlossenes Kühlmittel wird stundenlang freigesetzt. Bei Präzisionskomponenten für Halbleitergeräte ist die erste Anforderung daher nicht die Genauigkeit, sondern Sauberkeit und Vorhersehbarkeit.
Auf demselben 6061-Aluminium unterscheiden sich blanke, chemisch polierte und hartanodisierte Oberflächen in der Ausgasungsrate um eine Größenordnung. Eloxieren ist verschleißfest und korrosionsbeständig, verhält sich jedoch unter Hochvakuum wie ein Schwamm. Wenn es auf Ausgasung ankommt, ist chemisches oder elektrolytisches Polieren plus Ausheizen bei hoher Temperatur die übliche Lösung.
Die Dichtfläche ist der andere häufig übersehene Punkt. Die Vakuumabdichtung beruht auf einem O-Ring oder einer Metalldichtung, und Rauheit und Sauberkeit dieser Fläche bestimmen direkt die Leckrate. Glätter ist nicht automatisch besser: Übermäßiges Polieren nimmt die Fähigkeit, Schmiermittel zurückzuhalten, und führt zu Kratzern beim Zusammenbau. Das empfindliche Band liegt normalerweise bei Ra 0,4 bis 0,8, ohne Kratzer und ohne eingebettete Partikel.
Bei der letzten Wäsche entsteht keine Sauberkeit; es bleibt ab der ersten Operation erhalten. Schwefel- und Chlorzusätze im Kühlmittel dringen in die Mikroporosität des Aluminiums ein und lassen sich später nur sehr schwer entfernen. Öl auf Vorrichtungen, Staub auf Förderbändern und Weichmacher aus Verpackungen werden am Ende zu Kontaminationsquellen.
Betriebe, die Halbleiter- oder Elektronikstrukturen herstellen, benötigen daher eine spezielle Reinigungslinie – Ultraschall, DI-Spülung, Trocken – mit regelmäßiger Überwachung des Wasserwiderstands und der Partikelanzahl. Bei der Auditierung eines Lieferanten lohnt es sich, auf diesen Punkt zu achten: Wenn die Teile gemeinsam mit gewöhnlichen Arbeiten gewaschen werden, kann die Sauberkeit nicht garantiert werden. Es ist auch der häufigste Stolperstein, wenn Blechfertigungs- und Stanzteile in die Halbleiter-Lieferkette gelangen.
Elektronikstrukturen werden in der Regel einer von drei Oberflächenbehandlungen unterzogen: Eloxieren, chemische Konversionsbeschichtung wie leitfähiges Chromat oder Lackieren. Eloxieren isoliert und ist verschleißfest, vergrößert das Teil jedoch um drei bis acht Mikrometer pro Fläche, sodass Gewindelöcher abgedeckt werden müssen. Die Konversionsbeschichtung leitet und verändert kaum die Abmessungen, was für Erdungspunkte geeignet ist. Farbe ist billig, gast aber unter Vakuum oder Hitze aus.
Welches davon zutrifft, hängt von der Funktion ab. Eine Fläche, die geschliffen werden muss, kann nicht eloxiert werden; Eine Oberfläche, die isolieren und verschleißfest sein muss, kann sich nicht allein auf eine Konversionsbeschichtung verlassen. Bei allem, was sich in der Nähe von Optiken befindet, sollte Farbe vermieden werden, da deren flüchtige Bestandteile auf der Linse kondensieren. Dies in die Zeichnungsnotizen zu schreiben ist weitaus kostengünstiger als eine spätere Überarbeitung.
Bei Rahmenteilen für Halbleitergeräte stellt die Einzelstücktoleranz selten das Problem dar; Der kumulierte Fehler bei der Montage beträgt. Ein zwei Meter langer Rahmen aus einem Dutzend Profilen und Platten, die jeweils auf plus oder minus 0,1 mm gehalten werden, kann eine Breite von zwei Millimetern ergeben. Die Antwort besteht nicht darin, jedes Teil auf 0,02 mm anzuziehen, was die Kosten vervielfacht, sondern darin, passende Pass- und Einstellscheiben zu verwenden.
Das bedeutet, dass beim Design für die Fertigungsprüfung die Baugruppenabmessungen von den Funktionsabmessungen getrennt werden müssen. Montageabmessungen können durch Einstellvorrichtungen aufgelaufene Fehler ausgleichen; Funktionsabmessungen, wie z. B. eine Schienenmontagefläche, müssen direkt gehalten werden. Die getrennte Kennzeichnung der beiden Klassen auf der Zeichnung ist das deutlichste Zeichen einer ausgereiften Strukturzeichnung.
Die Sauberkeit kann bis zu neunundneunzig Prozent erreichen und trotzdem an der Verpackung scheitern. Der typische Fehlermodus bei Teilen von Halbleitergeräten ist eine Kontamination beim Öffnen: Das Teil war sauber, aber der Beutel gab Weichmacher frei, Trockenmittelstaub trat aus oder ein Papieretikett befand sich zwischen den beiden Beutelschichten und übertrug beim Auspacken alles auf die Oberfläche.
Eine ordnungsgemäße Verpackungsspezifikation deckt vier Dinge ab. Die Innenschicht besteht aus einem Doppelbeutel in Reinraumqualität und nicht aus einer gewöhnlichen PE-Folie. Der Beutel wird mit Stickstoff gespült oder vakuumiert, um die Adsorption zu unterdrücken. Trockenmittel ist einzeln versiegelt, sodass kein Staub austritt. Der Außenkarton besteht aus Reinraumpapier oder Luftpolsterfolie anstelle von Wellpappe und steht in direktem Kontakt mit dem Teil. Bei ausgasungsempfindlichen Teilen sind Silikontrennmittel und geöltes Rostschutzpapier ebenfalls auszuschließen.
Auch der Transport muss gemanagt werden. Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen in einem Seecontainer führen zu Kondensation in der Verpackung; Auf Metall bilden sich Wasserflecken, die unter Vakuum zu Adsorptionsstellen werden. Lange Sendungen rechtfertigen daher Feuchtigkeitsanzeigekarten und ein vertragliches Inspektionsfenster nach der Ankunft, da außerhalb dieses Fensters festgestellte Probleme schwer zuzuordnen sind.
Ein letzter Punkt, der leicht übersehen wird: Die Verpackung ist Teil der Rückverfolgbarkeit. Der Beutel muss die Reinigungscharge und das Datum tragen, andernfalls kann ein Partikelaustritt beim Kunden weder auf die Reinigung noch auf den Transport zurückgeführt werden.
Drei Filter. Erstens die Ausrüstung: Fünf-Achsen-Fähigkeit, die Fähigkeit, Teile mit einer Länge von mehr als zwei Metern zu handhaben, und KMG-Prüfung. Zweitens: Prozess: eine spezielle Reinigungslinie, ein Eloxierungs- oder Konversionsbeschichtungspartner und bei Bedarf Ausgasungs- oder Sauberkeitsberichte Dritter. Drittens, System: ISO 9001 als Grundlage, RoHS und CE für den europäischen Versand, UL je nach Kunde – für einen Geräte-OEM wird dieser letzte Punkt normalerweise von seinem eigenen Kunden und nicht von ihm selbst festgelegt, weshalb es sich lohnt, frühzeitig nachzufragen.
Nur wenige Anbieter bestehen alle drei Kriterien auf einmal, und es besteht keine Notwendigkeit, dort anzufangen. Beginnen Sie mit unkritischen Strukturen, sorgen Sie für den richtigen Reinigungs- und Verpackungsablauf und führen Sie dann kritische Teile ein. Für einen Käufer ist eine zuverlässige Mengenlieferung – termingerecht gelieferte Großbestellungen – in der Regel mehr wert als ein beeindruckendes Einzelstück. Ein Gerätehersteller, der nach einem ODM-Modell arbeitet, benötigt diese Dokumentation früher als ein OEM, da das Werkzeug unter dem Namen seines Kunden qualifiziert ist; und ein Großhändler, der die Reinigungslinie hinter den Teilen nicht beschreiben kann, verkauft Kartons statt Komponenten.
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