Cum sunt fabricate tuburile semiconductoare pentru cuptor cu cuarț?

Semiconductortuburi de cuarț pentru cuptorsunt componente esențiale utilizate pe scară largă în principalele procese de fabricație a semiconductoarelor, cum ar fi difuzia, oxidarea și recoacere. Trebuie să mențină stabil proprietățile fizice și chimice chiar și atunci când trebuie să fie expus prelungit la temperaturi ridicate, presiune intensă și coroziune severă a mediului de operare. În procesul de fabricație a semiconductorilor, calitatea tubului cuptorului de cuarț afectează direct performanța și randamentul dispozitivelor semiconductoare. Din acest motiv, procesul de fabricație a tuburilor de cuarț pentru cuptor este crucial.

Principalele procese de fabricație a tuburilor de cuarț pentru cuptor

1. Selectarea materiei prime

Tuburile pentru cuptor cu cuarț sunt fabricate în principal din dioxid de siliciu de înaltă puritate, care este disponibil atât în ​​formă naturală, cât și în formă sintetică. Materiile prime de înaltă puritate sunt esențiale pentru a oferi performanțe optice, termice și chimice excelente ale tuburilor de cuarț pentru cuptor. În special în domeniile de înaltă precizie, cum ar fi semiconductorii, cerințele privind conținutul de impurități, în special impuritățile de ioni metalici (cum ar fi fier, aluminiu, sodiu etc.), în materiile prime sunt extrem de stricte și trebuie controlate la nivel de ppm.

2. Topire și turnare

Selectatcuarţpulberea sau bulgări sunt topite în cuptorul de înaltă temperatură la peste 2000°C pentru a forma un lichid uniform de cuarț topit. Controlul precis al temperaturii și un mediu atmosferic specific (cum ar fi un vid sau un gaz inert) sunt cruciale în timpul acestui proces pentru a preveni eficient defectele induse de oxidare și contaminare. Lichidul de cuarț topit este apoi format continuu în tuburi folosind echipamente specializate de tragere sau matrițe, cum ar fi mașini de desenat tuburi.

3. Tăiere și finisare la capăt

Tuburile de cuarț în formă sunt de obicei tăiate la lungimea necesară prin echipamente de tăiere, cum ar fi tăietoare cu diamant sau tăietoare cu laser. Capetele tăiate ale tubului tind să fie aspre, așa că este necesară șlefuirea fină pentru a asigura netezimea și planeitatea suprafeței. Procesele de lustruire mecanică sau de lustruire chimică sunt de obicei adoptate pentru a îndepărta bavurile și microfisurile induse de tăiere, ceea ce poate permite ca capetele tuburilor să îndeplinească standardele de planeitate de înaltă precizie și să satisfacă cerințele de etanșare în vid ale proceselor cu semiconductori.

4. Ansamblu de sudare

Tuburile de cuarț tăiate trebuie sudate la temperatură ridicată cu tuburile de miez, flanșe și țevi de evacuare a cuptorului pentru asamblare pentru a se potrivi cu desenele personalizate ale clientului. După asamblarea sudării, stratul de oxid alb al tubului de cuarț trebuie îndepărtat prin lustruire la temperatură înaltă. Acest strat este generat în timpul procesului de răcire după ce tubul de cuarț este topit la temperaturi ridicate. Deși inofensiv în sine, afectează transmisia luminii, planeitatea și netezimea produsului de cuarț. Lustruirea la temperatură înaltă poate îndepărta eficient stratul de oxid, rezultând tuburi transparente și curate.

5. Tratament de recoacere

Stresul intern este generat în tuburile de cuarț după procesele de modelare, tăiere, asamblare de sudare și lustruire, ceea ce le poate afecta rezistența mecanică și stabilitatea termică. Astfel, toate piesele din cuarț fabricate la temperatură înaltă trebuie să fie supuse unui tratament termic și recoacere pentru a elimina o astfel de solicitare internă.

6. Controlul calității

În întregul proces de fabricație al tuburilor de cuptor cu cuarț, este necesară testarea strictă cu mai multe aspecte pentru a se asigura că produsul finit îndeplinește standardele. Inspecțiile includ stresul intern (verificat de lumină polarizată pentru linii evidente de tensiune), acuratețea dimensională (cum ar fi controlul toleranței pentru diametrul exterior, grosimea peretelui și lungimea), calitatea suprafeței (rugozitate, prezența defectelor etc.), proprietăți mecanice (rezistență, duritate, etc.) și curățenie (perete interior liber de impurități și bule).