半导体设备中使用的套管可以提供对准, 电气隔离, 磨损控制, 热分离, 轴引导, 间距, 或配合部件之间的保护.
尽管许多套管的几何形状看起来很简单, 它们的性能可能取决于几个相关的要求:
- 内径与外径的关系
- 清除, 过渡, 或过盈配合
- 壁厚
- 法兰位置
- 材质等级
- 温度范围
- 化学暴露
- 真空要求
- 磨损和摩擦
- 电气绝缘
- 颗粒和残留物限值
- 清洁和包装
CNC 加工可产生精确的孔, 外径, 肩膀, 法兰, 凹槽, 插槽, 和安装特点. 然而, 仅加工精度并不能使元件适合所有半导体, 洁净室, 空的, 等离子体, 或晶圆处理环境.
绘图, 材料规格, 操作条件, 清洁要求, 检查计划, 和包装说明必须一起审查.
快速解答
半导体设备套管项目通常应确认:
- 衬套的机械功能
- 配合轴和外壳材料
- 所需的配合和组装方法
- 工作和装配温度
- 真空或大气环境
- 化学和等离子体暴露
- 电气或隔热要求
- 滑动式, 静止的, 或间歇性运动
- 允许的润滑剂和加工助剂
- 粒子, 残留物, 和清洁度要求
- 检验条件
- 包装和搬运要求
期限 semiconductor bushing 不是完整的技术规范.
PEEK 对准套筒, 聚酰亚胺耐磨衬套, 不锈钢定位套, 阳极氧化铝垫片均可用于半导体相关设备, 但它们需要不同的加工, 配件, 打扫, 检查, 和资格路线.
什么是半导体设备套管?
衬套通常是安装在两个配合部件之间的圆柱形或法兰部件.
取决于设备, 它可以充当:
- 轴导向
- 可更换的磨损表面
- 一个定位套
- 一个承载面
- 一个垫片
- 电绝缘体
- 热断裂
- 保护插件
- 压装衬里
- 连接器或馈通支架
可能的应用包括设备:
- 晶圆处理
- 检验治具
- 运动阶段
- 真空五金件
- 化学加工
- 湿长凳
- 测试设备
- 包装和后端流程
- 自动化和机器人机制
确切的工艺环境很重要. 干式检查装置中使用的套管不会自动需要与真空附近安装的套管相同的材料或清洁路线, 等离子体, 腐蚀性化学品, 或晶圆接触面.
数控加工可以保证什么，不能保证什么
CNC加工可以帮助控制:
- 孔径
- 外径
- 内径至外径同心度
- 壁厚变化
- 法兰厚度
- 肩部位置
- 面部垂直度
- 凹槽和槽位
- 安装孔图案
- 导入倒角
- 边缘和毛刺状况
- 指定的表面粗糙度
仅 CNC 加工无法证明:
- 洁净室兼容性
- 零粒子产生
- 零污染
- 超高真空兼容性
- 固定的排气限制
- 等离子电阻
- 化学相容性
- 晶圆接触批准
- 电气性能
- 长期尺寸稳定性
- 适合各种温度的完整装配
这些要求取决于具体的材料等级, 制造历史, 清洁方法, 集会, 环境, 资格审查程序, 和适用的客户规范.
衬套, 袖子, 垫片, 和绝缘插件
这些术语有时可以互换使用, 但它们的功能可能不同.
衬套
衬套通常引导, 支持, 分开, 或保护配合轴或圆柱形特征.
可能是:
- 压入外壳
- 安装时有间隙
- 由法兰固定
- 粘合或机械锁定
- 磨损后可更换
袖子
套筒可以提供对准, 保护, 间距, 绝缘, 或受控的圆柱形接口.
并非每个套筒都是磨损部件.
垫片
垫片主要建立轴向或径向分离.
它最重要的要求可能是:
- 长度
- 并行性
- 平整度
- 压缩行为
- Electrical isolation
绝缘插件
绝缘插件分隔导电部件或控制热传递.
其性能可能取决于:
- 介电要求
- 温度
- 壁厚
- 蠕变
- 化学暴露
- 装配应力
图纸应定义实际功能，而不是仅依赖零件名称.
按设备功能选材
半导体相关套管没有通用的最佳材料.
应根据以下情况选择材料:
- 加载
- 穿
- 摩擦
- 温度
- 热膨胀
- 电气行为
- 化学暴露
- 真空度
- 清洗流程
- 所需刚度
- 组装方法
- 零件寿命
- 成本
PEEK 衬套
当设计需要结合以下材料时，可以考虑 PEEK：:
- 电气绝缘
- 耐化学性
- 低吸湿性
- 有用机械强度
- 机械加工性
- 耐温性
- 重量比金属轻
未填充, 玻璃填充的, 碳填充, 和耐磨改性 PEEK 牌号的行为并不相同.
填充物可以改变:
- 刚性
- 热膨胀
- 穿
- 摩擦
- 电气行为
- 加工刀具磨损
- 表面外观
- 方向性
威格斯数据显示 PEEK 牌号和填料系统对热膨胀和尺寸行为有重大影响. 材料属性值也可能取决于几何形状, 处理历史, 和方向. 因此，准确的等级必须写在图纸或采购规格上.
不指定仅:
天然聚醚醚酮
当应用实际需要特定的树脂系列时, 填料, 库存形式, 认证, 或经过测试的属性.
聚酰亚胺和高温聚合物套管
可以考虑使用聚酰亚胺材料，例如选定的 Vespel 牌号:
- 高温部件
- 低摩擦界面
- 易损件
- 衬套
- 垫圈
- 绝缘组件
- 选定的晶圆处理或芯片测试设备
杜邦确定尺寸稳定性, 磨损行为, 和半导体后端应用中选定的 Vespel 材料的用途. 针对不同的摩擦组合制定了不同的等级, 穿, 温度, 空的, 力量, 和化学品暴露.
仅有品牌名称是不够的.
规范应确定:
- 准确等级
- 形状或制造形式
- 填料系统
- 所需属性
- 温度
- 化学环境
- 佩戴情况
- 真空或清洁度要求
其他高温聚合物, 包括选定的 PAI 材料, 还需要针对具体年级进行审查. 未经批准，填充耐磨等级不得替代未填充绝缘等级.
不锈钢套管
不锈钢可能适合项目需要的地方:
- 比聚合物更高的刚度
- 稳定的螺纹和台肩
- 耐磨性
- 耐腐蚀
- 可重复压配合
- 研磨或机加工的轴承表面
可能的等级包括 303, 304, 316l, 17-4 PH值, 和其他不锈钢合金, 但它们不可互换.
选型时应考虑:
- 腐蚀环境
- 硬度
- 磁性要求
- 焊接性
- 钝化
- 磨损
- 佩戴搭配
- 最终热处理条件
不锈钢套管可能仍需要电气隔离, 润滑剂控制, 钝化, 特殊清洁, 或防止异种金属接触.
铝衬套和垫片
铝可能适合:
- 轻型定位套筒
- 设备垫片
- 结构嵌件
- 更大的低负载衬套
- 原型组件
- 与铝框架集成的组件
阳极氧化可以提供选定的表面保护, 电行为, 颜色, 或耐磨性.
然而, 阳极氧化会影响:
- 孔径
- 外径
- 压接干涉
- 滑动间隙
- 螺纹配合
- 电接触
- 基准面
绘图应定义:
- 合金及状态
- 阳极氧化型
- 涂层厚度
- 遮蔽表面
- 处理后适用的尺寸
- 电接触区域
- 成品后检查
不应仅仅因为铝易于加工而选择用于化学或等离子环境.
陶瓷套管需要不同的制造审查
如果应用需要，可以使用技术陶瓷:
- 电气绝缘
- 高刚度
- 耐温性
- 耐化学性
- 低磨损
- 导热系数低
氧化铝, 氧化锆, 石英, 碳化硅, 和其他陶瓷材料不遵循与 PEEK 相同的加工路线, 铝, 或不锈钢.
取决于陶瓷和材料状况, 该过程可能需要:
- 绿色加工
- 烧结余量
- 金刚石磨削
- 研磨
- 专业边缘控制
- 专人检查
传统的 CNC 金属加工报价不应自动应用于成品技术陶瓷部件.
热膨胀和尺寸稳定性
聚合物对温度的响应通常与金属轴和外壳不同.
在室温检查期间正确安装的衬套可能会在以下情况下改变间隙：:
- 组件在运行过程中发热
- 设备已烘烤
- 零件已冷却
- 聚合物吸收水分
- 压配合改变孔径
- 该部件长时间处于负载状态
审查应考虑完整的材料对:
- 铝制外壳中的聚合物套管
- 不锈钢轴周围的聚合物衬套
- 铝板不锈钢套筒
- 安装到陶瓷部件上的填充聚合物
未填充和填充 PEEK 牌号的热膨胀系数可能存在显着差异. 填充牌号可提供较低的膨胀率, 但也可以引入各向异性, 不同的磨损行为, 和更大的刀具磨损.
图纸应标明配合和尺寸必须发挥作用的温度.
清除, 过渡, 和压配合
应根据其功能选择衬套配合, 不是来自一个通用的干扰值.
间隙配合
如果衬套必须采用间隙配合，则可能是合适的:
- 滑入到位
- 可拆卸
- 允许热运动
- 绕轴旋转
- 避免软聚合物变形
应在相关温度下评估最大和最小操作间隙.
过渡配合
过渡配合可以通过有限的安装力提供受控位置.
当:
- 协调很重要
- 可能仍需要移除
- 过度压缩会改变孔径
压接
压配合可以保留衬套而无需单独的紧固件.
用于聚合物套管, 将外径压入外壳可减少成品内径. 金额取决于:
- OF干扰
- 壁厚
- 材料刚度
- 外壳材质
- 导入几何形状
- 安装温度
- 压缩时间
- 材料蠕变
- 表面光洁度
功能孔可能需要在安装后而不是仅在组装前进行验证.
不要指定极其严格的自由状态孔公差，同时忽略压配合引起的变化.
孔同心度, 壁厚, 和基准规划
圆柱形衬套可能需要多个相关控制:
- 孔径
- 外径
- 孔到外径的同心度或跳动
- 壁厚变化
- 法兰面垂直度
- 法兰厚度
- 肩部位置
- 槽方向
- 安装孔位置
代表性的数据结构可以使用:
- 基准A: 主法兰面
- 日期 B: 功能孔径或外径
- 日期C: 投币口, 平坦的, 洞, 或时钟功能
正确的基准结构取决于套管的组装和定位方式.
一条毯子 ±0.01 mm 宽容并没有定义:
- 同轴度
- 圆跳动
- 圆柱度
- 垂直度
- 轮廓
- 功能合身
为了合身, 基准, 跳动, GD&时间, 和检查计划, 回顾我们的 CNC加工公差指南.
加工薄壁聚合物衬套
薄聚合物套管在使用过程中可能会变形:
- 卡盘
- 夹头夹紧
- 无聊的
- 离别
- 去毛刺
- 测量
- 贮存
机械加工过程中可能需要:
- 锋利的工具
- 受控的夹紧压力
- 刀具行程短
- 稳定的物质支撑
- 轻加工切削
- 热量控制
- 清洁排屑
- 适当的分离支撑
- 自由状态检验
心轴或内部支撑可能有助于某些几何形状, 但这不是一个通用的解决方案. 支撑本身可以拉伸或扭曲薄聚合物套管.
最终检验应在零件从夹具上释放并达到约定的测量条件后进行.
毛刺, 锋利的边缘, 和粒子陷阱风险
小毛刺和损坏的边缘会影响:
- 集会
- 粒子产生
- 轴磨损
- 密封件损坏
- 合身
- 操作安全
- 清洁效果
潜在的问题领域包括:
- 钻孔入口
- 交叉孔
- 老虎机
- 法兰边缘
- 内肩
- 线程开始
- 分手地点
绘图应标明哪些边缘需要:
- 定义的倒角
- 受控半径
- 简单的边缘断裂
- 锋利的功能优势
- 无二次手工精加工
过于激进的手动去毛刺可能会改变配合或产生松散的聚合物碎片.
必须指定清洁要求
Clean for semiconductor use 不是完整的清洁说明.
采购要求应定义:
- 禁用的加工液或物质
- 清洁化学
- 冲洗水要求
- 超声波清洗许可
- 最高清洗温度
- 干燥方法
- 残留限量
- 颗粒要求
- 目视检查法
- 手套和操作控制装置
- 包装方式
- 文档
一些聚合物, 涂料, 粘合剂, 并且填充材料可能并不与每种溶剂兼容, 超声波工艺, 或干燥温度.
CNC 加工后进行普通脱脂不会自动建立洁净室或晶圆接触适用性.
Rapid Efficient 可以在报价前定义清洁和包装要求, 但所需的清洁度等级和验证方法必须来自项目规范.
真空和排气要求
释气是指在加热或减压下释放挥发性物质.
对于真空敏感设备, 买方可能需要定义:
- 工作压力
- 烘烤温度
- 最高使用温度
- 允许的材料
- TML 或 CVCM 限制
- 所需测试方法
- 批号或批次资格
- 打扫
- 包装
- 贮存
ASTM E595 是一项筛选测试，用于测量在规定的真空和温度暴露下的总质量损失和收集的挥发性可冷凝材料. NASA 还维护一个使用此类测试生成的结果数据库. 这些资源可以帮助评估候选材料, 但它们并没有创建通用的“半导体认可”分类.
材料商品名称或供应商手册不应取代实际的项目资格要求.
加工油, 吸收水分, 清洗残留物, 包装, 粘合剂, 和组装材料也会影响最终的真空系统.
尺寸和目视检查
检查计划应重点关注功能特性.
可能的尺寸检查包括:
- 孔径
- 外径
- 法兰直径
- 法兰厚度
- 总长
- 壁厚变化
- 内径至外径跳动
- 面部垂直度
- 凹槽尺寸
- 槽位和孔位
- 螺纹配合
- 组装后的压接状态
可能的检查设备包括:
- 千分尺
- 内径规
- 销规或塞规
- 高度尺
- CMM
- 光学测量
- 圆度设备
- 专用功能夹具
软或薄的聚合物部件可以在探头或压力表力的作用下移动. 测量方法, 支持条件, 温度, 因此，当公差敏感时，应商定稳定时间.
目视检查可以检查:
- 毛刺
- 薯片
- 划痕
- 裂纹
- 嵌入式污染
- 螺纹损坏
- 变色
- 处理痕迹
- 包装清洁度
有关检查方法和报告选项, 回顾我们的 CNC加工零件的质量保证.
包装和搬运
包装要求取决于下道工序.
可能的说明包括:
- 独立袋
- 托盘
- 保护帽
- 无金属与金属接触
- 绒毛控制处理
- 双套袋
- 清洁标签
- 批次分离
- 干燥剂
- 特定包装材料
仅当项目需要时才应使用这些.
双层包装或清洁包装本身并不能证明零件符合洁净室或污染标准.
客户和供应商应达成一致:
- 最终清洁地点
- 包装环境
- 包装材料
- 袋数
- 标签信息
- 开业流程
- 存储限制
报价前所需信息
为半导体设备套管项目提供以下信息:
- 3CAD模型
- 2D图
- 衬套功能
- 配合轴和外壳尺寸
- 材料和准确等级
- 工作温度
- 装配温度
- 真空度, 适用时
- 化学或等离子体暴露
- 滑动或静态条件
- 合身要求
- 安装方法
- 电气或热要求
- 关键尺寸和 GD&时间
- 表面光洁度要求
- 清洗规范
- 禁用物质
- 包装要求
- 证书和报告要求
- 原型及生产数量
不要求 semiconductor-grade machining 没有定义该短语对于实际设备和过程的含义.
常问问题
半导体设备套管的最佳材料是什么?
没有通用的最佳材料.
PEEK 可适合选定的绝缘和耐化学腐蚀部件. 聚酰亚胺可考虑用于高温, 穿, 以及选定的半导体设备应用. 不锈钢提供更大的刚度和稳定的机械特性. 铝可能适用于轻质结构套筒和垫片.
必须审查确切的等级和环境.
PEEK 自动适合真空使用吗?
福田街道.
PEEK 用于选定的真空相关应用, 但适用性取决于确切的等级, 温度, 打扫, 除气要求, 处理历史, 及资格认定方法.
填充和未填充的等级可能表现不同.
PEEK 衬套可以保持非常严格的公差吗?
可以精确加工选定的特征, 但可达到的结果取决于:
- 尺寸
- 壁厚
- 材质等级
- 库存状况
- 温度
- 夹紧
- 测量力
- 压装变形
- 稳定化
- 最后组装
通用型 ±0.002 mm 不应承诺所有 PEEK 套管都具备此功能.
聚合物套管是否应在压制之前或之后进行测量?
两者可能都需要.
自由状态检查验证机加工零件. 安装后检查确认压制后孔和功能配合是否发生变化.
图纸应明确验收条件.
光滑的表面是否可以防止颗粒的产生?
不是靠它自己.
颗粒行为也会受到毛刺的影响, 穿, 材料选择, 摩擦, 集会, 清洗残留物, 处理, 和运行环境.
超声波清洗可以用于所有套管吗?
福田街道.
超声波清洗必须与材料相容, 几何学, 体液, 温度, 表面状况, 和客户流程. 薄壁零件, 涂料, 填料, 和被困的空腔可能需要不同的路线.
ASTM E595 是否认证半导体设备材料?
福田街道.
ASTM E595 是一种规定的真空除气筛选方法. 有项目可以参考一下, 但验收限制和相关性必须由设备或客户规范确定.
可以提供什么检验报告?
所需的报告可以在报价前商定，并且可能包括:
- 尺寸结果
- 材质认证
- 螺纹或量规结果
- 三坐标测量结果
- 表面光洁度结果
- 目视检查记录
- 清洁或包装文件
报告范围取决于图纸和采购要求.
加工前检查您的半导体设备套管
发送完整的图纸包以及材料等级, 合身, 温度, 真空或化学环境, 清洁度要求, 包装说明, 数量, 及检验需求.
快速高效可审核:
- 内径和外径的关系
- 装配和装配风险
- 薄壁稳定性
- 工具访问
- 材料替代品
- 热膨胀风险
- 毛刺敏感区域
- 清洁和包装要求
- 检查重点
- 原型和小批量生产路线
其他半导体设备相关固定装置, 外壳, 适配器, 盘子, 和结构部件, 回顾我们的 半导体设备制造能力.
用于定制衬套, 袖子, 垫片, 和紧公差组件, 回顾我们的 精密加工服务.
