Hvordan fremstilles halvlederkvartsovnsrør?

Halvlederkvarts ovnrører væsentlige komponenter, der i vid udstrækning anvendes i de vigtigste halvlederfremstillingsprocesser, såsom diffusion, oxidation og udglødning. Det skal stabilt opretholde fysiske og kemiske egenskaber, selv når det skal udsættes for længere tid for den høje temperatur, det intense tryk og den alvorlige korrosion i driftsmiljøet. I halvlederfremstillingsprocessen påvirker kvartsovnsrørets kvalitet direkte ydeevnen og udbyttet af halvlederenheder. Af denne grund er fremstillingsprocessen for kvartsovnsrør afgørende.

De vigtigste fremstillingsprocesser af kvartsovnsrør

1. Råvareudvælgelse

Kvartsovnsrør er primært lavet af højrent siliciumdioxid, som fås i både naturlige og syntetiske former. Råmaterialer med høj renhed er afgørende for at levere fremragende optisk, termisk og kemisk ydeevne af kvartsovnsrør. Især i højpræcisionsområder som halvledere er kravene til indholdet af urenheder, især metalion-urenheder (såsom jern, aluminium, natrium osv.), i råmaterialer ekstremt strenge og skal kontrolleres på ppm-niveau.

2. Smeltning og støbning

Valgtkvartspulver eller klumper smeltes i højtemperaturovnen ved over 2000°C for at danne en ensartet smeltet kvartsvæske. Præcis temperaturkontrol og et specifikt atmosfærisk miljø (såsom et vakuum eller inert gas) er afgørende under denne proces for effektivt at forhindre oxidation og kontamineringsinducerede defekter. Den smeltede kvartsvæske formes derefter kontinuerligt til rør ved hjælp af specialiseret tegneudstyr eller forme som rørtrækkemaskiner.

3. Skæring og efterbehandling af endefladen

Formede kvartsrør skæres typisk til den nødvendige længde via skæreudstyr såsom diamantskærere eller laserskærere. De afskårne rørender har en tendens til at være ru, så finslibning er nødvendig for at sikre overfladeglathed og planhed. Mekaniske polerings- eller kemiske poleringsprocesser anvendes normalt til at fjerne skærinducerede grater og mikrorevner, som kan gøre det muligt for rørenderne at opfylde højpræcisions planhedsstandarder og opfylde kravene til vakuumforsegling af halvlederprocesser.

4. Svejsesamling

De skårne kvartsrør skal svejses ved høj temperatur med ovnens kernerør, flanger og udstødningsrør til montering, så de matcher kundens tilpassede tegninger. Efter svejsning skal det hvide oxidlag af kvartsrøret fjernes ved højtemperaturpolering. Dette lag dannes under afkølingsprocessen, efter at kvartsrøret er smeltet sammen ved høje temperaturer. Selvom det i sig selv er uskadeligt, påvirker det kvartsproduktets lystransmission, fladhed og glathed. Højtemperaturpolering kan effektivt fjerne oxidlaget, hvilket resulterer i gennemsigtige og rene rør.

5. Udglødningsbehandling

Intern spænding genereres i kvartsrør efter formning, skæring, svejsesamling og poleringsprocesser, som kan påvirke deres mekaniske styrke og termiske stabilitet. Således skal alle højtemperaturfremstillede kvartsdele gennemgå varmebehandling og udglødning for at eliminere sådanne indre belastninger.

6. Kvalitetskontrol

I hele fremstillingsprocessen af ​​kvartsovnsrør kræves streng multi-aspekt test for at sikre, at det færdige produkt opfylder standarderne. Inspektioner omfatter indre spændinger (kontrolleret af polariseret lys for tydelige spændingslinjer), dimensionsnøjagtighed (såsom tolerancekontrol for ydre diameter, vægtykkelse og længde), overfladekvalitet (ruhed, tilstedeværelse af defekter osv.), mekaniske egenskaber (styrke, hårdhed osv.) og renhed (fri indervæg for urenheder og bobler).