Presisjonskomponenter for halvleder- og elektronikkutstyr: vakuum, renslighet og utgassing

Bransjeinnsikt · 15. juni 2010
BransjeinnsiktHalvlederutstyrVakuum og renslighet

Artikkel

15. juni 2010

I atmosfæren blir et kammer bedømt på dimensjoner, flathet og ruhet i tetningsflaten. Inne i et vakuumsystem endres kriteriene fullstendig: utgassinghastighet, overflateadsorpsjon, rester i blinde hull og galvanisk risiko der forskjellige metaller berører hverandre. Ingenting av det er skrevet på tegningen.

En del i vakuum bedømmes annerledes

I atmosfæren vurderes et aluminiumskammer på dimensjoner, flathet og ruhet i tetningsflaten. Inne i et vakuumsystem gjelder et annet sett: materialavgasshastighet, overflateadsorpsjon, rester fanget i blinde hull og galvanisk korrosjon der forskjellige metaller møtes. Ingen av disse vises på tegningen, og sammen avgjør de om kammeret pumper ned til målet.

Avgassing kommer hovedsakelig fra vann og organiske stoffer adsorbert på overflaten, pluss hydrogen oppløst i materialet. Anodisering multipliserer overflatearealet og gjør oksidet til en svamp; kjølevæske som er fanget i et blindhull, fortsetter å slippe ut i timevis. For presisjonskomponenter beregnet på halvlederutstyr er det første kravet derfor ikke nøyaktighet, men å være rene og forutsigbare.

Avgassing: Overflatebehandling betyr mer enn legering

På samme 6061 aluminium, er blanke, kjemisk polerte og hardanodiserte overflater forskjellige i utgassingshastighet med en størrelsesorden. Anodisering er slitesterk og korrosjonsbestandig, men under høyvakuum oppfører den seg som en svamp. Hvor avgassing betyr noe, kjemisk eller elektrolytisk polering pluss en høytemperatur bake-out er det vanlige svaret.

Forseglingsflaten er det andre punktet som ofte mangler. Vakuumforsegling er avhengig av en O-ring eller en metalltetning, og ruheten og renheten til den overflaten bestemmer lekkasjehastigheten direkte. Glattere er ikke automatisk bedre: Overpolering fjerner evnen til å holde på smøremiddel og inviterer til riper under montering. Det fornuftige båndet er vanligvis Ra 0,4 til 0,8, uten riper og ingen innebygde partikler.

Renslighet styres fra første kutt

Renslighet produseres ikke ved siste vask; den opprettholdes fra første operasjon. Svovel- og klortilsetningsstoffer i kjølevæsken trenger gjennom mikroporøsiteten til aluminium og er svært vanskelig å fjerne senere. Olje på inventar, støv på transportbånd og mykner fra emballasje blir alle forurensningskilder på slutten.

Butikker som lager halvleder- eller elektronikkstrukturer trenger derfor en dedikert rengjøringslinje - ultralyd, DI-skylling, tørr - med periodisk overvåking av vannresistivitet og partikkelantall. Når du reviderer en leverandør, er det verdt å se på den linjen: hvis delene deler en vask med vanlig arbeid, kan renslighet ikke garanteres. Det er også den vanligste snublesteinen når metallproduksjon og stansedeler kommer inn i en halvlederforsyningskjede.

Overflatebehandling: Tre prosesser, tre risikoer

Elektroniske strukturer ser vanligvis en av tre finisher: anodisering, kjemisk konverteringsbelegg som ledende kromat eller maling. Anodisering isolerer og motstår slitasje, men vokser delen med tre til åtte mikron per overflate, så gjengede hull trenger maskering. Konverteringsbelegg leder og endrer knapt dimensjoner, noe som passer til jordingspunkter. Maling er billig, men avgasser under vakuum eller varme.

Hvilken som gjelder avhenger av funksjon. Et ansikt som må slipes kan ikke anodiseres; et ansikt som må isolere og motstå slitasje kan ikke stole på konverteringsbelegg alene; alt i nærheten av optikk bør unngå maling, hvis flyktige stoffer vil kondensere på linsen. Å skrive dette inn i tegningsnotatene er langt billigere enn å omarbeide senere.

Toleranse og montering: Rammenøyaktighet er bygget, ikke bearbeidet

På rammedeler for halvlederutstyr er enkeltstykketoleransen sjelden vanskeligheten; akkumulert feil ved montering er. En to meter lang ramme laget av et dusin profiler og plater, hver holdt til pluss eller minus 0,1 mm, kan settes sammen to millimeter ut. Svaret er ikke å stramme hver del til 0,02 mm, noe som multipliserer kostnadene, men å bruke tilpassede monterings- og justeringsshims.

Det betyr at design for produksjonsgjennomgang må skille monteringsdimensjoner fra funksjonsdimensjoner. Monteringsdimensjoner kan absorbere akkumulert feil gjennom justeringsanordninger; funksjonsdimensjoner, for eksempel en skinnemonteringsflate, må holdes direkte. Merking av de to klassene fra hverandre på tegningen er det tydeligste tegnet på en moden strukturtegning.

Emballasje og transport: Rene deler feiler ved åpning

Renslighet kan nå nittini prosent og fortsatt svikte ved emballasjen. Den typiske feilmodusen på deler av halvlederutstyr er forurensning ved åpning: delen var ren, men posen slapp mykner, tørkende støv slapp ut, eller en papiretikett satt mellom de to poselagene og overførte alt til overflaten ved utpakking.

En skikkelig emballasjespesifikasjon dekker fire ting. Det indre laget er en dobbelpose i renromskvalitet i stedet for vanlig PE-film. Posen er nitrogenspylt eller støvsuget for å undertrykke adsorpsjon. Tørkemiddel er individuelt forseglet slik at det ikke slipper ut støv. Den ytre boksen bruker renromspapir eller bobleplast i stedet for bølgepapp i direkte kontakt med delen. For utgassfølsomme deler må også silikonslippmidler og oljet antirustpapir utelukkes.

Transport må også styres. Temperatur- og fuktighetssvingninger inne i en sjøbeholder forårsaker kondens i emballasjen; vannmerker dannes på metall, og under vakuum blir disse merkene adsorpsjonssteder. Lange forsendelser rettferdiggjør derfor fuktighetsindikatorkort og et kontraktsfestet inspeksjonsvindu etter ankomst, fordi problemer funnet utenfor dette vinduet er vanskelig å tilskrive.

Et siste punkt som lett går glipp av: emballasje er en del av sporbarheten. Posen må inneholde rengjøringsbatch og dato, ellers kan ikke en partikkelutflukt hos kunden spores til rengjøring eller til transport.

Hvordan screene en leverandør av halvlederutstyr

Tre filtre. For det første utstyr: femakset kapasitet, evnen til å håndtere deler over to meter, og CMM-inspeksjon. For det andre, prosess: en dedikert rengjøringslinje, en anodiserings- eller konverteringsbeleggpartner og tredjeparts rapporter om avgassing eller renslighet der det er nødvendig. For det tredje, system: ISO 9001 som gulv, RoHS og CE for europeisk forsendelse, UL avhengig av kunden — for en utstyrs-OEM er den siste varen vanligvis satt av deres egen kunde i stedet for av dem, og det er derfor det er verdt å spørre tidlig.

Få leverandører passerer alle tre på en gang, og det er ingen grunn til å starte der. Begynn med ikke-kritiske strukturer, få rengjørings- og emballasjeflyten riktig, og introduser deretter kritiske deler. For en kjøper er pålitelig volumforsyning – bulkordrer levert i henhold til tidsplanen – vanligvis verdt mer enn én imponerende engangsdel. En utstyrsbygger som jobber etter en ODM-modell trenger denne dokumentasjonen tidligere enn en OEM, fordi verktøyet er kvalifisert under kundens navn; og en grossist som ikke kan beskrive rengjøringslinjen bak delene, selger bokser i stedet for komponenter.

Trenger du en tilpasset løsning?

Fortell oss ditt prosjektscenario og krav, så matcher vi den riktige løsningen og gir et tilbud innen 24 timer.

Få et gratis tilbud

Se leverandørdetaljer for presisjonsdeler

CNC fresing og dreiing, bøying og stempling av metallplater, sliping og polering, fabrikken har sin egen formdesign og produksjonsevne, og komplettering fra ett stykke prototyping til masseproduksjon. Shenzhen og Huizhou er knyttet sammen, og støtter tilpasning basert på tegninger og prøver. Handelsbetingelser er valgfrie EXW / FOB / CIF / DDP, og den har PPAP og ISO9001 kvalitetssystemsertifisering.

Lær om løsninger for tilpasning av presisjonsdeler →
Forrige artikkelGir og lagerseter: Varmebehandlingsforvrengning er presisjonens virkelige fiende