Come vengono prodotti i tubi per forni al quarzo a semiconduttore？

Semiconduttoretubi per forni al quarzosono componenti essenziali ampiamente utilizzati nei principali processi di produzione dei semiconduttori, come diffusione, ossidazione e ricottura. Deve mantenere stabilmente le proprietà fisiche e chimiche anche quando deve essere esposto prolungatamente alle alte temperature, alla pressione intensa e alla grave corrosione dell'ambiente operativo. Nel processo di produzione dei semiconduttori, la qualità del tubo del forno al quarzo influisce direttamente sulle prestazioni e sulla resa dei dispositivi a semiconduttore. Per questo motivo il processo di produzione dei tubi per forni al quarzo è fondamentale.

I principali processi produttivi dei tubi per forni al quarzo

1. Selezione della materia prima

I tubi del forno al quarzo sono realizzati principalmente in biossido di silicio di elevata purezza, disponibile sia in forma naturale che sintetica. Le materie prime di elevata purezza sono essenziali per fornire eccellenti prestazioni ottiche, termiche e chimiche dei tubi dei forni al quarzo. Soprattutto nei settori ad alta precisione come quello dei semiconduttori, i requisiti relativi al contenuto di impurità, in particolare di ioni metallici (come ferro, alluminio, sodio, ecc.), nelle materie prime sono estremamente severi e devono essere controllati a livello di ppm.

2. Fusione e modellatura

Selezionatoquarzola polvere o i grumi vengono fusi nel forno ad alta temperatura a una temperatura superiore a 2000°C per formare un liquido di quarzo fuso uniforme. Il controllo preciso della temperatura e un ambiente atmosferico specifico (come il vuoto o un gas inerte) sono fondamentali durante questo processo per prevenire efficacemente i difetti indotti dall'ossidazione e dalla contaminazione. Il liquido di quarzo fuso viene quindi formato continuamente in tubi utilizzando apparecchiature di trafilatura specializzate o stampi come le macchine per trafilatura di tubi.

3. Taglio e finitura frontale

I tubi di quarzo sagomati vengono generalmente tagliati alla lunghezza richiesta tramite apparecchiature di taglio come frese diamantate o laser cutter. Le estremità tagliate del tubo tendono ad essere ruvide, quindi è necessaria una molatura fine per garantire levigatezza e planarità della superficie. I processi di lucidatura meccanica o chimica vengono solitamente adottati per rimuovere bave e microfessure indotte dal taglio, che possono consentire alle estremità del tubo di soddisfare standard di planarità ad alta precisione e soddisfare i requisiti di tenuta sotto vuoto dei processi dei semiconduttori.

4. Assemblaggio di saldatura

I tubi di quarzo tagliati devono essere saldati ad alta temperatura con i tubi del nucleo del forno, le flange e i tubi di scarico per l'assemblaggio in base ai disegni personalizzati del cliente. Dopo l'assemblaggio della saldatura, lo strato di ossido bianco del tubo di quarzo deve essere rimosso mediante lucidatura ad alta temperatura. Questo strato viene generato durante il processo di raffreddamento dopo che il tubo di quarzo è stato fuso ad alte temperature. Sebbene di per sé innocuo, influisce sulla trasmissione della luce, sulla planarità e sulla levigatezza del prodotto al quarzo. La lucidatura ad alta temperatura può rimuovere efficacemente lo strato di ossido, ottenendo tubi trasparenti e puliti.

5. Trattamento di ricottura

Lo stress interno viene generato nei tubi di quarzo dopo i processi di sagomatura, taglio, assemblaggio di saldatura e lucidatura, che possono influenzarne la resistenza meccanica e la stabilità termica. Pertanto, tutte le parti in quarzo fabbricate ad alta temperatura devono essere sottoposte a trattamento termico e ricottura per eliminare tale stress interno.

6. Controllo di qualità

Nell'intero processo di produzione dei tubi per forni al quarzo, sono necessari severi test multi-aspetto per garantire che il prodotto finito soddisfi gli standard. Le ispezioni includono lo stress interno (controllato mediante luce polarizzata per individuare linee di stress evidenti), l'accuratezza dimensionale (come il controllo della tolleranza per diametro esterno, spessore della parete e lunghezza), la qualità della superficie (rugosità, presenza di difetti, ecc.), le proprietà meccaniche (resistenza, durezza, ecc.) e la pulizia (parete interna priva di impurità e bolle).