ส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์: สุญญากาศ ความสะอาด และการปล่อยก๊าซ

บทความ

15 มิถุนายน 2553

ในบรรยากาศ ห้องทดสอบจะพิจารณาจากขนาด ความเรียบ และความหยาบของผิวซีล ภายในระบบสุญญากาศ เกณฑ์การเปลี่ยนแปลงโดยสิ้นเชิง: อัตราการปล่อยก๊าซ การดูดซับที่พื้นผิว สารตกค้างในรูตัน และความเสี่ยงทางไฟฟ้าที่โลหะที่ไม่เหมือนกันสัมผัสกัน ไม่มีสิ่งใดเขียนไว้บนภาพวาด

ชิ้นส่วนในสุญญากาศถูกตัดสินแตกต่างออกไป

ในบรรยากาศ ห้องอะลูมิเนียมจะได้รับการประเมินตามขนาด ความเรียบ และความขรุขระของหน้าซีล ภายในระบบสุญญากาศ จะมีการใช้ชุดที่แตกต่างกัน: อัตราการปล่อยก๊าซของวัสดุ การดูดซับที่พื้นผิว สารตกค้างที่ติดอยู่ในรูตัน และการกัดกร่อนแบบกัลวานิกในบริเวณที่โลหะที่ไม่เหมือนกันมาบรรจบกัน สิ่งเหล่านี้ไม่ปรากฏบนภาพวาด และพวกเขาร่วมกันตัดสินใจว่าห้องจะปั๊มลงไปที่เป้าหมายหรือไม่

การปล่อยแก๊สออกส่วนใหญ่มาจากน้ำและสารอินทรีย์ที่ถูกดูดซับบนพื้นผิว บวกกับไฮโดรเจนที่ละลายในวัสดุ อโนไดซ์จะเพิ่มพื้นที่ผิวและเปลี่ยนออกไซด์ให้เป็นฟองน้ำ สารหล่อเย็นที่ติดอยู่ในรูตันจะปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมง สำหรับส่วนประกอบที่มีความแม่นยำที่กำหนดไว้สำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ข้อกำหนดแรกจึงไม่ใช่ความแม่นยำ แต่ต้องสะอาดและสามารถคาดเดาได้

การปล่อยก๊าซออก: การรักษาพื้นผิวมีความสำคัญมากกว่าโลหะผสม

บนพื้นผิวอะลูมิเนียม 6061 แบบเดียวกันนั้น พื้นผิวเปลือย ขัดเงาด้วยสารเคมี และชุบอโนไดซ์แบบแข็งจะมีอัตราการปล่อยก๊าซออกมาแตกต่างกันตามขนาด อโนไดซ์มีความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน แต่ภายใต้สภาวะสุญญากาศสูง มันจะทำงานเหมือนฟองน้ำ ในกรณีที่การปล่อยก๊าซมีความสำคัญ การขัดด้วยสารเคมีหรือด้วยไฟฟ้า บวกกับการอบที่อุณหภูมิสูงคือคำตอบตามปกติ

หน้าซีลเป็นอีกจุดที่มักพลาด การซีลสูญญากาศอาศัยโอริงหรือซีลโลหะ และความหยาบและความสะอาดของผิวหน้านั้นจะเป็นตัวกำหนดอัตราการรั่วไหลโดยตรง ความนุ่มนวลไม่ได้ดีกว่าโดยอัตโนมัติ: การขัดมากเกินไปจะขจัดความสามารถในการกักเก็บสารหล่อลื่นและทำให้เกิดรอยขีดข่วนระหว่างการประกอบ แถบที่ละเอียดอ่อนมักจะ Ra 0.4 ถึง 0.8 โดยไม่มีรอยขีดข่วนและไม่มีอนุภาคฝังตัว

จัดการความสะอาดได้ตั้งแต่การตัดครั้งแรก

ความสะอาดไม่ได้เกิดขึ้นในการซักครั้งสุดท้าย จะคงอยู่ตั้งแต่ครั้งแรกที่ดำเนินการ สารเติมแต่งซัลเฟอร์และคลอรีนในน้ำหล่อเย็นจะแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนขนาดเล็กของอะลูมิเนียม และกำจัดออกได้ยากในภายหลัง น้ำมันบนอุปกรณ์จับยึด ฝุ่นบนสายพานลำเลียง และพลาสติไซเซอร์จากบรรจุภัณฑ์ ล้วนกลายเป็นแหล่งปนเปื้อนในตอนท้าย

ร้านค้าที่ผลิตโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์หรืออิเล็กทรอนิกส์จึงจำเป็นต้องมีสายการทำความสะอาดเฉพาะ — อัลตราโซนิก, ล้าง DI, แห้ง — พร้อมการตรวจสอบความต้านทานน้ำและจำนวนอนุภาคเป็นระยะ เมื่อตรวจสอบซัพพลายเออร์ ควรพิจารณาบรรทัดนี้: หากชิ้นส่วนต้องล้างร่วมกับงานทั่วไป จะไม่สามารถรับประกันความสะอาดได้ นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งกีดขวางที่พบบ่อยที่สุดเมื่อการผลิตโลหะแผ่นและการปั๊มชิ้นส่วนเข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์

การตกแต่งพื้นผิว: สามกระบวนการ สามความเสี่ยง

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์มักจะเห็นการเคลือบหนึ่งในสามแบบ: อโนไดซ์ การเคลือบแปลงทางเคมี เช่น โครเมตนำไฟฟ้า หรือการทาสี อโนไดซ์เป็นฉนวนและต้านทานการสึกหรอ แต่ชิ้นส่วนจะเพิ่มขึ้น 3-8 ไมครอนต่อหน้า ดังนั้นรูเกลียวจึงต้องมีการปิดบัง การเคลือบคอนเวอร์ชันดำเนินการและแทบไม่เปลี่ยนขนาด ซึ่งเหมาะสมกับจุดกราวด์ สีมีราคาถูกแต่ปล่อยก๊าซออกมาภายใต้สุญญากาศหรือความร้อน

ตัวเลือกใดที่ใช้ขึ้นอยู่กับฟังก์ชัน ใบหน้าที่ต้องกราวด์ไม่สามารถชุบอโนไดซ์ได้ ใบหน้าที่ต้องป้องกันและต้านทานการสึกหรอไม่สามารถพึ่งพาการเคลือบแบบแปลงเพียงอย่างเดียวได้ สิ่งใดก็ตามที่อยู่ใกล้เลนส์ควรหลีกเลี่ยงสี ซึ่งสารระเหยจะควบแน่นบนเลนส์ การเขียนสิ่งนี้ลงในบันทึกการวาดภาพมีราคาถูกกว่าการทำงานซ้ำในภายหลังมาก

ความคลาดเคลื่อนและการประกอบ: ความแม่นยำของเฟรมถูกสร้างขึ้น ไม่ใช่การตัดเฉือน

บนชิ้นส่วนเฟรมสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ความทนทานต่อชิ้นส่วนชิ้นเดียวนั้นแทบจะไม่ยากเลย ข้อผิดพลาดสะสมในการประกอบคือ โครงยาวสองเมตรที่ทำจากเหล็กอัดขึ้นรูปและแผ่นหลายสิบชิ้น โดยแต่ละชิ้นยึดไว้บวกหรือลบ 0.1 มม. สามารถประกอบออกสองมิลลิเมตรได้ คำตอบไม่ใช่ต้องขันทุกส่วนให้แน่นเป็น 0.02 มม. ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น แต่ต้องใช้ข้อต่อที่เข้ากันและแผ่นรองเม็ดมีดแบบปรับ

นั่นหมายถึงการออกแบบเพื่อการตรวจสอบการผลิตจะต้องแยกมิติการประกอบออกจากมิติฟังก์ชัน ขนาดการประกอบอาจดูดซับข้อผิดพลาดสะสมผ่านตัวปรับ ขนาดฟังก์ชัน เช่น หน้ายึดราง จะต้องยึดไว้โดยตรง การทำเครื่องหมายทั้งสองคลาสออกจากกันบนภาพวาดเป็นสัญญาณที่ชัดเจนที่สุดของการวาดโครงสร้างที่เป็นผู้ใหญ่

บรรจุภัณฑ์และการขนส่ง: ชิ้นส่วนที่สะอาดล้มเหลวในขณะที่เปิด

ความสะอาดสามารถเข้าถึงเก้าสิบเก้าเปอร์เซ็นต์และยังคงล้มเหลวที่บรรจุภัณฑ์ โหมดความล้มเหลวโดยทั่วไปในชิ้นส่วนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์คือการปนเปื้อนเมื่อเปิด: ชิ้นส่วนนั้นสะอาด แต่ถุงปล่อยพลาสติไซเซอร์ ฝุ่นสารดูดความชื้นหลุดออกไป หรือมีฉลากกระดาษติดอยู่ระหว่างชั้นถุงสองชั้นและถ่ายโอนทุกอย่างไปยังพื้นผิวเมื่อแกะออกจากบรรจุภัณฑ์

ข้อกำหนดบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมครอบคลุมสี่สิ่ง ชั้นในเป็นถุงสองชั้นเกรดคลีนรูมแทนที่จะเป็นฟิล์ม PE ธรรมดา ถุงจะถูกกำจัดหรือดูดไนโตรเจนเพื่อระงับการดูดซับ สารดูดความชื้นถูกปิดผนึกแยกกันเพื่อไม่ให้ฝุ่นเล็ดลอดออกมา กล่องด้านนอกใช้กระดาษคลีนรูมหรือแผ่นกันกระแทกแทนกระดาษลูกฟูกโดยสัมผัสโดยตรงกับชิ้นส่วน สำหรับชิ้นส่วนที่ไวต่อก๊าซออก จะต้องแยกสารลอกซิลิโคนและกระดาษป้องกันสนิมที่ทาน้ำมันไว้ด้วย

การขนส่งก็ต้องจัดการเช่นกัน อุณหภูมิและความชื้นที่ผันผวนภายในภาชนะบรรจุทางทะเลทำให้เกิดการควบแน่นภายในบรรจุภัณฑ์ รอยน้ำก่อตัวบนโลหะ และภายใต้สุญญากาศ รอยเหล่านั้นจะกลายเป็นบริเวณดูดซับ การจัดส่งที่ยาวนานจึงเหมาะสมที่จะต้องใช้บัตรบ่งชี้ความชื้นและกรอบเวลาการตรวจสอบตามสัญญาหลังจากมาถึง เนื่องจากปัญหาที่พบนอกกรอบเวลาดังกล่าวนั้นยากที่จะระบุแหล่งที่มา

จุดสุดท้ายที่พลาดได้ง่าย: บรรจุภัณฑ์เป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบย้อนกลับ กระเป๋าจะต้องระบุชุดการทำความสะอาดและวันที่ มิฉะนั้น อนุภาคที่หลุดออกจากลูกค้าจะไม่สามารถติดตามได้ในการทำความสะอาดหรือการขนส่ง

วิธีการคัดกรองผู้จำหน่ายอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

สามตัวกรอง ประการแรก อุปกรณ์: ความสามารถแบบห้าแกน ความสามารถในการจัดการชิ้นส่วนที่ยาวเกินสองเมตร และการตรวจสอบ CMM ประการที่สอง กระบวนการ: สายทำความสะอาดเฉพาะ พันธมิตรด้านอโนไดซ์หรือการเคลือบคอนเวอร์ชัน และรายงานการปล่อยก๊าซหรือความสะอาดของบุคคลที่สามตามความจำเป็น ประการที่สาม ระบบ: ISO 9001 เป็นพื้น, RoHS และ CE สำหรับการจัดส่งในยุโรป, UL ขึ้นอยู่กับลูกค้า — สำหรับอุปกรณ์ OEM ที่โดยปกติแล้วรายการสุดท้ายจะกำหนดโดยลูกค้าของตนเองมากกว่ากำหนดโดยพวกเขา ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงควรถามตั้งแต่เนิ่นๆ

ซัพพลายเออร์เพียงไม่กี่รายผ่านทั้งสามรายการพร้อมกัน และไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นจากตรงนั้น เริ่มต้นด้วยโครงสร้างที่ไม่สำคัญ รับการทำความสะอาดและการบรรจุหีบห่อที่ถูกต้อง จากนั้นจึงแนะนำชิ้นส่วนที่สำคัญ สำหรับผู้ซื้อ การจัดหาปริมาณที่เชื่อถือได้ — คำสั่งซื้อจำนวนมากที่จัดส่งตามกำหนดเวลา — มักจะมีมูลค่ามากกว่าหนึ่งชิ้นส่วนที่ทำครั้งเดียวที่น่าประทับใจ ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ทำงานในโมเดล ODM ต้องการเอกสารประกอบดังกล่าวเร็วกว่าที่ OEM ต้องการ เนื่องจากเครื่องมือดังกล่าวผ่านการรับรองภายใต้ชื่อลูกค้าของตน และผู้จัดจำหน่ายขายส่งที่ไม่สามารถอธิบายสายการทำความสะอาดเบื้องหลังชิ้นส่วนได้คือการขายกล่องมากกว่าส่วนประกอบ