15 juin 2010
Dans l'atmosphère, une chambre est jugée sur ses dimensions, sa planéité et la rugosité de la face d'étanchéité. À l’intérieur d’un système sous vide, les critères changent complètement : taux de dégazage, adsorption en surface, résidus dans les trous borgnes et risque galvanique au contact de métaux différents. Rien de tout cela n’est écrit sur le dessin.
Dans l'atmosphère, une chambre en aluminium est évaluée en termes de dimensions, de planéité et de rugosité de la face d'étanchéité. À l’intérieur d’un système de vide, un ensemble différent s’applique : le taux de dégazage des matériaux, l’adsorption de surface, les résidus piégés dans les trous borgnes et la corrosion galvanique là où des métaux différents se rencontrent. Aucun d’entre eux n’apparaît sur le dessin, et ensemble, ils décident si la chambre pompe jusqu’à la cible.
Le dégazage provient principalement de l’eau et des matières organiques adsorbées en surface, ainsi que de l’hydrogène dissous dans le matériau. L'anodisation multiplie la surface et transforme l'oxyde en éponge ; le liquide de refroidissement emprisonné dans un trou borgne continue de se libérer pendant des heures. Pour les composants de précision destinés aux équipements semi-conducteurs, la première exigence n’est donc pas la précision mais la propreté et la prévisibilité.
Sur le même aluminium 6061, les surfaces nues, polies chimiquement et anodisées dures diffèrent en termes de taux de dégazage d'un ordre de grandeur. L'anodisation est résistante à l'usure et à la corrosion, mais sous vide poussé, elle se comporte comme une éponge. Lorsque le dégazage est important, un polissage chimique ou électrolytique associé à un étuvage à haute température sont la réponse habituelle.
La face d’étanchéité est l’autre point souvent négligé. L'étanchéité sous vide repose sur un joint torique ou un joint métallique, et la rugosité et la propreté de cette face déterminent directement le taux de fuite. Plus lisse n’est pas automatiquement meilleur : un polissage excessif supprime la capacité de retenir le lubrifiant et provoque des rayures lors de l’assemblage. La bande sensible est généralement de Ra 0,4 à 0,8, sans rayures ni particules incrustées.
La propreté n'est pas produite au lavage final ; il est maintenu dès la première opération. Les additifs de soufre et de chlore contenus dans le liquide de refroidissement pénètrent dans la microporosité de l'aluminium et sont très difficiles à éliminer par la suite. L’huile sur les installations, la poussière sur les convoyeurs et le plastifiant des emballages finissent par devenir des sources de contamination.
Les ateliers fabriquant des structures semi-conductrices ou électroniques ont donc besoin d’une ligne de nettoyage dédiée – ultrasons, rinçage DI, séchage – avec surveillance périodique de la résistivité de l’eau et du nombre de particules. Lors de l'audit d'un fournisseur, il vaut la peine de regarder cette ligne : si les pièces partagent un lavage avec un travail ordinaire, la propreté ne peut pas être garantie. C’est également la pierre d’achoppement la plus courante lorsque la fabrication de tôles et les pièces d’emboutissage entrent dans une chaîne d’approvisionnement de semi-conducteurs.
Les structures électroniques subissent généralement l'une des trois finitions suivantes : anodisation, revêtement de conversion chimique tel que chromate conducteur ou peinture. L'anodisation isole et résiste à l'usure, mais fait croître la pièce de trois à huit microns par face, les trous filetés doivent donc être masqués. Le revêtement de conversion conduit et modifie à peine les dimensions, ce qui convient aux points de mise à la terre. La peinture est bon marché mais dégage des gaz sous vide ou à la chaleur.
Celui qui s'applique dépend de la fonction. Une face qui doit être rectifiée ne peut pas être anodisée ; une face qui doit isoler et résister à l’usure ne peut pas compter uniquement sur un revêtement de conversion ; tout ce qui se trouve à proximité de l'optique doit éviter la peinture, dont les substances volatiles se condenseront sur la lentille. Écrire cela dans les notes de dessin coûte beaucoup moins cher que de retravailler plus tard.
Sur les pièces de châssis pour équipements semi-conducteurs, la tolérance d'une seule pièce est rarement la difficulté ; L'erreur accumulée lors de l'assemblage est. Un cadre de deux mètres composé d'une douzaine d'extrusions et de plaques, chacune maintenue à plus ou moins 0,1 mm, peut être assemblé à deux millimètres de distance. La réponse n'est pas de serrer chaque pièce à 0,02 mm, ce qui multiplie le coût, mais d'utiliser des cales de montage et de réglage adaptées.
Cela signifie que la conception pour l’examen de la fabrication doit séparer les dimensions d’assemblage des dimensions de fonction. Les dimensions de l'assemblage peuvent absorber les erreurs accumulées grâce aux ajusteurs ; les dimensions fonctionnelles, telles qu'une face de montage sur rail, doivent être maintenues directement. Marquer les deux classes séparément sur le dessin est le signe le plus clair d’un dessin de structure mature.
La propreté peut atteindre quatre-vingt-dix-neuf pour cent et néanmoins échouer au niveau de l'emballage. Le mode de défaillance typique des pièces d'équipement semi-conducteur est la contamination à l'ouverture : la pièce était propre, mais le sac a libéré du plastifiant, de la poussière déshydratante s'est échappée ou une étiquette en papier s'est posée entre les deux couches du sac et a tout transféré à la surface au déballage.
Une spécification d'emballage appropriée couvre quatre choses. La couche intérieure est un double sac de qualité salle blanche plutôt qu'un film PE ordinaire. Le sac est purgé à l'azote ou aspiré pour supprimer l'adsorption. Le déshydratant est scellé individuellement afin qu'aucune poussière ne s'échappe. La boîte extérieure utilise du papier salle blanche ou du papier bulle au lieu du carton ondulé en contact direct avec la pièce. Pour les pièces sensibles au dégazage, les agents de démoulage à base de silicone et le papier antirouille huilé doivent également être exclus.
Les transports doivent également être gérés. Les variations de température et d'humidité à l'intérieur d'un conteneur maritime provoquent de la condensation à l'intérieur de l'emballage ; des traces d'eau se forment sur le métal et, sous vide, ces marques deviennent des sites d'adsorption. Les expéditions longues justifient donc des cartes indicatrices d'humidité et une fenêtre d'inspection contractuelle après l'arrivée, car les problèmes détectés en dehors de cette fenêtre sont difficiles à imputer.
Un dernier point qui passe facilement inaperçu : l’emballage fait partie de la traçabilité. Le sac doit porter le lot de nettoyage et la date, sinon une excursion de particules chez le client ne peut être attribuée au nettoyage ou au transport.
Trois filtres. Tout d’abord, l’équipement : capacité à cinq axes, capacité à manipuler des pièces à plus de deux mètres et inspection sur MMT. Deuxièmement, le processus : une ligne de nettoyage dédiée, un partenaire d'anodisation ou de conversion-revêtement et des rapports tiers de dégazage ou de propreté si nécessaire. Troisièmement, le système : ISO 9001 comme plancher, RoHS et CE pour les expéditions européennes, UL en fonction du client - pour un équipementier OEM, ce dernier élément est généralement défini par son propre client plutôt que par lui, c'est pourquoi il vaut la peine de demander tôt.
Peu de fournisseurs réussissent les trois à la fois, et il n’est pas nécessaire de commencer par là. Commencez par les structures non critiques, assurez-vous que le flux de nettoyage et d'emballage est correct, puis introduisez les pièces critiques. Pour un acheteur, un approvisionnement fiable en volume (commandes groupées livrées dans les délais) vaut généralement plus qu’une pièce unique impressionnante. Un constructeur d'équipement travaillant sur un modèle ODM a besoin de cette documentation plus tôt qu'un OEM, car l'outil est qualifié sous le nom de son client ; et un distributeur en gros qui ne peut pas décrire la chaîne de nettoyage derrière les pièces vend des boîtes plutôt que des composants.
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