Kuinka puolijohdekvartsiuuniputket valmistetaan?

Puolijohdekvartsiuunin putketovat olennaisia ​​komponentteja, joita käytetään laajalti tärkeimmissä puolijohteiden valmistusprosesseissa, kuten diffuusiossa, hapetuksessa ja hehkutuksessa. Sen on säilytettävä vakaasti fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, vaikka se joutuisi olemaan pitkään alttiina käyttöympäristön korkealle lämpötilalle, voimakkaalle paineelle ja kovalle korroosiolle. Puolijohteiden valmistusprosessissa kvartsiuuniputken laatu vaikuttaa suoraan puolijohdelaitteiden suorituskykyyn ja tuottoon. Tästä syystä kvartsiuuniputkien valmistusprosessi on ratkaisevan tärkeä.

Kvartsiuuniputkien tärkeimmät valmistusprosessit

1. Raaka-aineen valinta

Kvartsiuuniputket valmistetaan ensisijaisesti erittäin puhtaasta piidioksidista, jota on saatavilla sekä luonnollisessa että synteettisessä muodossa. Erittäin puhtaat raaka-aineet ovat välttämättömiä kvartsiuuniputkien erinomaisen optisen, termisen ja kemiallisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Erityisesti korkean tarkkuuden aloilla, kuten puolijohteissa, raaka-aineissa olevien epäpuhtauksien, erityisesti metalli-ioni-epäpuhtauksien (kuten rauta, alumiini, natrium jne.) pitoisuudet ovat erittäin tiukat ja niitä on valvottava ppm-tasolla.

2. Sulatus ja muovaus

Valittukvartsijauhe tai kokkareet sulatetaan korkean lämpötilan uunissa yli 2000 °C:ssa tasaisen sulatetun kvartsinesteen muodostamiseksi. Tarkka lämpötilan säätö ja tietty ilmakehän ympäristö (kuten tyhjiö tai inertti kaasu) ovat ratkaisevan tärkeitä tämän prosessin aikana hapettumisen ja kontaminaatioiden aiheuttamien vikojen estämiseksi tehokkaasti. Sulatusta kvartsinesteestä muodostetaan sitten jatkuvasti putkia käyttämällä erikoisvetolaitteita tai muotteja, kuten putkien vetokoneita.

3. Leikkaus ja päätypinnan viimeistely

Muotoillut kvartsiputket leikataan tyypillisesti haluttuun pituuteen leikkauslaitteilla, kuten timanttileikkureilla tai laserleikkureilla. Putken leikatut päät ovat yleensä karkeita, joten pinnan sileyden ja tasaisuuden varmistamiseksi tarvitaan hienohionta. Mekaanisia kiillotusmenetelmiä tai kemiallisia kiillotusprosesseja käytetään yleensä poistamaan leikkauksen aiheuttamia jäysteitä ja mikrohalkeamia, minkä ansiosta putken päät voivat täyttää korkean tarkkuuden tasaisuusstandardit ja täyttää puolijohdeprosessien tyhjiötiivistysvaatimukset.

4. Hitsauskokoonpano

Leikatut kvartsiputket on hitsattava korkeassa lämpötilassa uunin ydinputkien, laippojen ja pakoputkien kanssa kokoamista varten asiakkaan räätälöityjen piirustusten mukaisesti. Hitsauskokoonpanon jälkeen kvartsiputken valkoinen oksidikerros on poistettava korkean lämpötilan kiillotuksella. Tämä kerros syntyy jäähdytysprosessin aikana sen jälkeen, kun kvartsiputki on sulatettu korkeissa lämpötiloissa. Vaikka se itsessään on vaaraton, se vaikuttaa kvartsituotteen valonläpäisyyn, tasaisuuteen ja sileyteen. Korkean lämpötilan kiillotus voi tehokkaasti poistaa oksidikerroksen, mikä johtaa läpinäkyviin ja puhtaisiin putkiin.

5. Hehkutuskäsittely

Kvartsiputkiin muodostuu muotoilu-, leikkaus-, hitsaus- ja kiillotusprosessien jälkeen sisäinen jännitys, joka voi vaikuttaa niiden mekaaniseen lujuuteen ja lämpöstabiilisuuteen. Siten kaikki korkeassa lämpötilassa valmistetut kvartsiosat on läpäistävä lämpökäsittely ja hehkutus tällaisen sisäisen jännityksen poistamiseksi.

6. Laadun tarkastus

Kvartsiuuniputkien koko valmistusprosessissa vaaditaan tiukkaa monipuolista testausta sen varmistamiseksi, että lopputuote täyttää standardit. Tarkastuksia ovat sisäinen jännitys (tarkastettu polarisoidulla valolla ilmeisten jännitysviivojen varalta), mittatarkkuus (kuten ulkohalkaisijan, seinämän paksuuden ja pituuden toleranssin säätö), pinnan laatu (karheus, vikojen esiintyminen jne.), mekaaniset ominaisuudet (lujuus, kovuus jne.) ja puhtaus (epäpuhtauksien ja kuplien sisäseinämä).