Hoe worden halfgeleiderkwartsovenbuizen vervaardigd?

Halfgeleiderkwarts ovenbuizenzijn essentiële componenten die op grote schaal worden gebruikt in de belangrijkste productieprocessen van halfgeleiders, zoals diffusie, oxidatie en uitgloeien. Het moet de fysische en chemische eigenschappen stabiel behouden, zelfs als het langdurig moet worden blootgesteld aan de hoge temperaturen, intense druk en ernstige corrosie van de werkomgeving. Bij het productieproces van halfgeleiders heeft de kwaliteit van de kwartsovenbuis rechtstreeks invloed op de prestaties en opbrengst van halfgeleiderapparaten. Om deze reden is het productieproces van kwartsovenbuizen cruciaal.

De belangrijkste productieprocessen van kwartsovenbuizen

1. Selectie van grondstoffen

Kwartsovenbuizen worden voornamelijk gemaakt van zeer zuiver siliciumdioxide, dat zowel in natuurlijke als synthetische vorm verkrijgbaar is. Hoogzuivere grondstoffen zijn essentieel voor het leveren van uitstekende optische, thermische en chemische prestaties van kwartsovenbuizen. Vooral op gebieden met hoge precisie, zoals halfgeleiders, zijn de eisen aan het gehalte aan onzuiverheden, met name metaaliononzuiverheden (zoals ijzer, aluminium, natrium, enz.), in grondstoffen extreem streng en moeten ze op ppm-niveau worden gecontroleerd.

2. Smelten en vormen

Gekozenkwartspoeder of klontjes worden in de hogetemperatuuroven boven 2000°C gesmolten om een ​​uniforme gesmolten kwartsvloeistof te vormen. Nauwkeurige temperatuurregeling en een specifieke atmosferische omgeving (zoals een vacuüm of inert gas) zijn cruciaal tijdens dit proces om door oxidatie en vervuiling veroorzaakte defecten effectief te voorkomen. De gesmolten kwartsvloeistof wordt vervolgens continu tot buizen gevormd met behulp van gespecialiseerde tekenapparatuur of mallen zoals buizentrekmachines.

3. Snijden en kopse afwerking

Gevormde kwartsbuizen worden doorgaans op de gewenste lengte gesneden via snijapparatuur zoals diamantslijpers of lasersnijders. De afgesneden uiteinden van de buis hebben de neiging ruw te zijn, dus fijn slijpen is nodig om de gladheid en vlakheid van het oppervlak te garanderen. Mechanische polijst- of chemische polijstprocessen worden meestal toegepast om door snijden veroorzaakte bramen en microscheuren te verwijderen, waardoor de buisuiteinden kunnen voldoen aan zeer nauwkeurige vlakheidsnormen en aan de vacuümafdichtingsvereisten van halfgeleiderprocessen.

4. Lasmontage

De gesneden kwartsbuizen moeten bij hoge temperatuur worden gelast met de ovenkernbuizen, flenzen en uitlaatpijpen voor montage zodat ze overeenkomen met de aangepaste tekeningen van de klant. Na de lasmontage moet de witte oxidelaag van de kwartsbuis worden verwijderd door middel van polijsten op hoge temperatuur. Deze laag ontstaat tijdens het koelproces nadat de kwartsbuis bij hoge temperaturen is gesmolten. Hoewel het op zichzelf onschadelijk is, beïnvloedt het de lichttransmissie, vlakheid en gladheid van het kwartsproduct. Polijsten op hoge temperatuur kan de oxidelaag effectief verwijderen, wat resulteert in transparante en schone buizen.

5. Gloeibehandeling

In kwartsbuizen ontstaat interne spanning na het vormen, snijden, lassen, monteren en polijsten, wat hun mechanische sterkte en thermische stabiliteit kan beïnvloeden. Alle op hoge temperatuur vervaardigde kwartsonderdelen moeten dus een warmtebehandeling en uitgloeien ondergaan om dergelijke interne spanningen te elimineren.

6. Kwaliteitsinspectie

Tijdens het gehele productieproces van kwartsovenbuizen zijn strikte tests met meerdere aspecten vereist om ervoor te zorgen dat het eindproduct aan de normen voldoet. Inspecties omvatten interne spanning (gecontroleerd door gepolariseerd licht op duidelijke spanningslijnen), maatnauwkeurigheid (zoals tolerantiecontrole voor buitendiameter, wanddikte en lengte), oppervlaktekwaliteit (ruwheid, aanwezigheid van defecten, enz.), mechanische eigenschappen (sterkte, hardheid, enz.) en reinheid (vrije binnenwand van onzuiverheden en bellen).