Hvordan produseres halvlederkvartsovnsrør?

Halvlederkvarts ovnsrører essensielle komponenter som er mye brukt i de viktigste produksjonsprosessene for halvledere, som diffusjon, oksidasjon og gløding. Den må stabilt opprettholde fysiske og kjemiske egenskaper selv når den må utsettes for lang tid for høy temperatur, intenst trykk og alvorlig korrosjon i driftsmiljøet. I halvlederproduksjonsprosessen påvirker kvaliteten på kvartsovnsrøret direkte ytelsen og utbyttet til halvlederenheter. Av denne grunn er produksjonsprosessen av kvartsovnsrør avgjørende.

De viktigste produksjonsprosessene for kvartsovnsrør

1. Råvarevalg

Kvartsovnsrør er primært laget av høyrent silisiumdioksid, som er tilgjengelig i både naturlig og syntetisk form. Råvarer med høy renhet er avgjørende for å levere utmerket optisk, termisk og kjemisk ytelse til kvartsovnsrør. Spesielt i høypresisjonsfelt som halvledere er kravene til innholdet av urenheter, spesielt metallion-urenheter (som jern, aluminium, natrium, etc.), i råvarer ekstremt strenge og må kontrolleres på ppm-nivå.

2. Smelting og støping

Valgtkvartspulver eller klumper smeltes i høytemperaturovnen ved over 2000°C for å danne en jevn smeltet kvartsvæske. Nøyaktig temperaturkontroll og et spesifikt atmosfærisk miljø (som et vakuum eller inert gass) er avgjørende under denne prosessen for effektivt å forhindre oksidasjons- og kontaminasjonsinduserte defekter. Den smeltede kvartsvæsken formes deretter kontinuerlig til rør ved hjelp av spesialisert tegneutstyr eller støpeformer som rørtrekkemaskiner.

3. Kutting og etterbehandling av endeflaten

Formede kvartsrør kuttes vanligvis til ønsket lengde via skjæreutstyr som diamantkuttere eller laserskjærere. De kuttede rørendene har en tendens til å være grove, så finsliping er nødvendig for å sikre jevn overflate og flathet. Mekanisk polering eller kjemiske poleringsprosesser brukes vanligvis for å fjerne skjære-induserte grader og mikrosprekker, noe som kan gjøre det mulig for rørendene å møte høypresisjons flathetsstandarder og tilfredsstille kravene til vakuumforsegling av halvlederprosesser.

4. Sveisemontering

De kuttede kvartsrørene må sveises ved høy temperatur med ovnens kjernerør, flenser og eksosrør for montering for å matche kundens tilpassede tegninger. Etter sveisemontering må det hvite oksidlaget av kvartsrøret fjernes gjennom høytemperaturpolering. Dette laget genereres under kjøleprosessen etter at kvartsrøret er smeltet sammen ved høye temperaturer. Selv om det er ufarlig i seg selv, påvirker det lystransmittansen, flatheten og glattheten til kvartsproduktet. Høytemperaturpolering kan effektivt fjerne oksidlaget, noe som resulterer i gjennomsiktige og rene rør.

5. Glødebehandling

Intern spenning genereres i kvartsrør etter forming, kutting, sveisemontering og poleringsprosesser, som kan påvirke deres mekaniske styrke og termiske stabilitet. Derfor må alle høytemperatur-fremstilte kvartsdeler gjennomgå varmebehandling og gløding for å eliminere slike indre påkjenninger.

6. Kvalitetskontroll

I hele produksjonsprosessen av kvartsovnsrør kreves det streng multi-aspekt testing for å sikre at det ferdige produktet oppfyller standardene. Inspeksjoner inkluderer indre spenninger (kontrollert med polarisert lys for tydelige spenningslinjer), dimensjonsnøyaktighet (som toleransekontroll for ytre diameter, veggtykkelse og lengde), overflatekvalitet (ruhet, tilstedeværelse av defekter, etc.), mekaniske egenskaper (styrke, hardhet, etc.), og renhet (fri indre vegg av urenheter og bobler).