Kaip gaminami puslaidininkiniai kvarciniai krosnių vamzdžiai?

Puslaidininkiskvarcinių krosnių vamzdžiaiyra pagrindiniai komponentai, plačiai naudojami pagrindiniuose puslaidininkių gamybos procesuose, tokiuose kaip difuzija, oksidacija ir atkaitinimas. Jis turi stabiliai išlaikyti fizines ir chemines savybes net tada, kai jį reikia ilgai veikti aukštoje temperatūroje, intensyviame slėgyje ir didelėje darbo aplinkos korozijoje. Puslaidininkių gamybos procese kvarco krosnies vamzdžio kokybė tiesiogiai veikia puslaidininkinių įtaisų veikimą ir išeigą. Dėl šios priežasties kvarcinių krosnių vamzdžių gamybos procesas yra labai svarbus.

Pagrindiniai kvarcinių krosnių vamzdžių gamybos procesai

1. Žaliavos parinkimas

Kvarcinių krosnių vamzdžiai daugiausia gaminami iš didelio grynumo silicio dioksido, kuris yra tiek natūralios, tiek sintetinės formos. Labai grynos žaliavos yra būtinos norint užtikrinti puikias kvarcinių krosnių vamzdžių optines, šilumines ir chemines savybes. Ypač didelio tikslumo srityse, tokiose kaip puslaidininkiai, priemaišų, ypač metalo jonų priemaišų (pvz., geležies, aliuminio, natrio ir kt.), kiekio žaliavose reikalavimai yra itin griežti ir turi būti kontroliuojami ppm lygiu.

2. Lydymas ir formavimas

Pasirinktakvarcasmilteliai arba gabalėliai lydomi aukštos temperatūros krosnyje aukštesnėje nei 2000 °C temperatūroje, kad susidarytų vienodas lydytas kvarco skystis. Tiksli temperatūros kontrolė ir specifinė atmosferos aplinka (pvz., vakuumas arba inertinės dujos) yra labai svarbios šio proceso metu, siekiant veiksmingai užkirsti kelią oksidacijos ir užteršimo sukeltiems defektams. Tada lydytas kvarco skystis nuolat formuojamas į vamzdelius, naudojant specializuotą tempimo įrangą arba formas, pavyzdžiui, vamzdžių tempimo mašinas.

3. Pjovimas ir galo apdaila

Formos kvarciniai vamzdžiai paprastai supjaustomi iki reikiamo ilgio naudojant pjovimo įrangą, pvz., deimantinius arba lazerinius pjaustytuvus. Vamzdžių nupjauti galai būna šiurkštūs, todėl norint užtikrinti paviršiaus lygumą ir lygumą, reikia smulkiai šlifuoti. Mechaninio poliravimo arba cheminio poliravimo procesai paprastai naudojami siekiant pašalinti pjovimo sukeltus įdubimus ir mikroįtrūkimus, todėl vamzdžių galai gali atitikti didelio tikslumo lygumo standartus ir puslaidininkių procesų vakuuminio sandarinimo reikalavimus.

4. Suvirinimo mazgas

Iškirptus kvarcinius vamzdžius reikia suvirinti aukštoje temperatūroje su krosnies šerdies vamzdžiais, flanšais ir išmetimo vamzdžiais, kad jie atitiktų kliento pritaikytus brėžinius. Po suvirinimo kvarco vamzdžio baltojo oksido sluoksnis turi būti pašalintas poliruojant aukštoje temperatūroje. Šis sluoksnis susidaro aušinimo proceso metu, kai kvarcinis vamzdis sulydomas aukštoje temperatūroje. Nors pats savaime nekenksmingas, jis turi įtakos šviesos pralaidumui, plokštumui ir kvarco gaminio glotnumui. Aukštos temperatūros poliravimas gali veiksmingai pašalinti oksido sluoksnį, todėl vamzdeliai yra skaidrūs ir švarūs.

5. Atkaitinimo apdorojimas

Kvarciniuose vamzdeliuose po formavimo, pjovimo, suvirinimo surinkimo ir poliravimo procesų susidaro vidinis įtempis, kuris gali turėti įtakos jų mechaniniam stiprumui ir šiluminiam stabilumui. Taigi, visos aukštos temperatūros kvarco dalys turi būti termiškai apdorotos ir atkaitintos, kad būtų pašalintas toks vidinis įtempis.

6. Kokybės tikrinimas

Visame kvarcinių krosnių vamzdžių gamybos procese būtina atlikti griežtus kelių aspektų bandymus, kad būtų užtikrinta, jog gatavas produktas atitinka standartus. Patikrinimai apima vidinį įtempį (tikrinama poliarizuota šviesa, ar nėra akivaizdžių įtempių linijų), matmenų tikslumą (pvz., išorinio skersmens, sienelės storio ir ilgio tolerancijos kontrolę), paviršiaus kokybę (šiurkštumą, defektų buvimą ir kt.), mechanines savybes (stiprumą, kietumą ir kt.) ir švarą (vidinę sienelę nuo nešvarumų ir burbuliukų).