Strona główna / Materiały
Materiały na części urządzeń próżniowych i półprzewodnikowych
Gatunek, stan i certyfikat decydują, czy część może trafić do urządzenia. Poniższe oznaczenia obejmują ASTM i UNS, EN i JIS, aby rysunek napisany w jednym systemie czytał się tak samo dla warsztatu kupującego materiał w innym.
Gatunki metali i ich oznaczenia
Odpowiedniki są bliskie, nie identyczne. Limity składu chemicznego różnią się nieznacznie między normami, więc należy podać normę, wg której materiał jest zwalniany, i niech warsztat kupuje zgodnie z nią.
| Materiał | UNS | EN | JIS | Zwykła postać i stan | Zastosowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminum 6061 | A96061 | EN AW-6061 | A6061 | Płyta i pręt T6 lub T651 | Korpusy komór, pokrywy, wsporniki, większość części konstrukcyjnych |
| Aluminum 5083 | A95083 | EN AW-5083 | A5083 | Płyta O, H111 lub H321 | Duże korpusy komór, spawana konstrukcja próżniowa |
| Aluminum 5052 | A95052 | EN AW-5052 | A5052 | Blacha i płyta H32 | Osłony, kanały, obudowy z blachy |
| Stainless 304L | S30403 | 1.4307 | SUS304L | Pręt i płyta wyżarzone | Ramy, części linii wstępnej, konstrukcja próżniowa bez kontaktu z medium |
| Stainless 316L | S31603 | 1.4404 | SUS316L | Pręt, płyta i rura wyżarzone | Części w kontakcie z gazem, kołnierze, elementy UHV |
| Stainless 316LN | S31653 | 1.4429 | SUS316LN | Wyżarzony, często przetapiany | Kołnierze CF i wygrzewalne części UHV |
| Titanium Grade 2 | R50400 | 3.7035 | Class 2 | Pręt i płyta wyżarzone | Korozyjne strefy procesowe, części PVD |
| Titanium Grade 5 | R56400 | 3.7165 | TAP6400 | Pręt i płyta wyżarzone | Lekkie sztywne części, ramiona obsługi wafli |
| Molybdenum | R03600 | n/a | n/a | Pręt i płyta odprężone | Osłony cieplne, strefa gorąca i elementy implantacji |
| OFE copper | C10100 | CW009A | C1011 | Wyżarzona lub półtwarda | Uszczelki CF, bloki chłodzące, części RF |
Normy na płyty i pręty warte wskazania na rysunku: ASTM B209 i B221 dla aluminium, ASTM A240 i A276 dla stali nierdzewnej, ASTM B265 i B348 dla tytanu, ASTM F68 dla miedzi beztlenowej.
Aluminium czy stal nierdzewna
Większość części komór to jedno albo drugie. Wybór wynika z temperatury, chemii procesu i sposobu łączenia części, bardziej niż z wytrzymałości.
Aluminum 6061 i 5083
- Lekkie, szybkie w obróbce, tańsze w przeliczeniu na część
- Dobrze przewodzi ciepło, dobre na chłodzone pokrywy i płyty
- Przyjmuje anodowanie twarde Type III na powierzchniach narażonych na plazmę
- Niższe temperatury wygrzewania niż stal nierdzewna
- Powierzchnie uszczelniające łatwo się rysują, więc liczy się obsługa i pakowanie
Stainless 304L i 316L
- Wygrzewalna do wyższych temperatur dla prac UHV
- Spawa się do szczelnych złączy, standard dla elementów CF
- Polerowana elektrolitycznie dla czystości w kontakcie z gazem
- Cięższa i wolniejsza w obróbce, umacnia się odkształceniowo
- Niskowęglowe gatunki L ograniczają uczulenie przy spoinach
Wybór płyty w obrębie aluminium: 6061, 5083 i odlewana płyta oprzyrządowania dla komór. Gatunki stali nierdzewnej o wysokiej czystości: 316L VIM-VAR dla linii gazowych UHP.
Czego unikać w części próżniowej
To materiały i nawyki, które przechodzą kontrolę wymiarową, a potem zawodzą przy odpompowaniu lub wygrzewaniu.
- Cynk i kadmOba mają wysoką prężność par i zanieczyszczają komorę przy wygrzewaniu. To wyklucza mosiądz, 7075 i inne stopy zawierające cynk oraz śruby kadmowane wewnątrz próżni.
- Gatunki automatoweSiarka i ołów sprawiają, że 303, 12L14 i 2011 łatwo się skrawają. Odgazowują, pogarszają jakość spoin i widać je jako wtrącenia na polerowanej powierzchni. Należy wskazać 304L lub 316L, nie 303.
- Porowaty materiał odlewanyPorowatość odlewu zatrzymuje gaz i płyn czyszczący i uwalnia oba w próżni. Należy stosować walcowaną płytę lub pręt do wszystkiego, co widzi próżnię, chyba że odlew jest do tego zakwalifikowany.
- Silikon i nieznane smarySilikon migruje i trudno go usunąć. Warto zapytać warsztat, jakie chłodziwo i smary dotykają części, i napisać na rysunku, jeśli silikon jest zakazany.
- Nieodpowietrzone objętości ślepeNie materiał, ale zachowuje się jak on. Gaz uwięziony za śrubą lub w ślepym otworze ucieka powoli i wygląda jak słabe odpompowanie.
Dlaczego to ma znaczenie przy niskim ciśnieniu: outgassing.
Polimery i ceramika
Temperatury to typowe ciągłe limity pracy podawane przez producentów materiałów, a nie limity wygrzewania próżniowego. Wypełniacze, pigmenty i gatunek zmieniają zarówno limit, jak i odgazowanie.
| Materiał | Zwykła postać | Typowy limit pracy | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| PEEK, niewypełniony | Pręt i płyta wytłaczane | Około 250 °C ciągle | Izolatory, części w kontakcie z waflem, pierścienie CMP |
| Poliimid (typ Vespel SP-1) | Kształty formowane bezpośrednio | Około 290 °C ciągle | Izolatory wysokotemperaturowe, podkładki ścieralne |
| PPS | Wytłaczany lub prasowany | Około 220 °C ciągle | Pierścienie mocujące CMP, części po stronie chemii |
| PTFE i PFA | Pręt i arkusz formowane | Około 260 °C ciągle | Części procesów mokrych, uszczelnienia, wkłady |
| Alumina 99.5 percent | Wypalana, potem szlifowana lub docierana | Znacznie powyżej zakresu procesu | Izolatory, części w kontakcie z waflem, zwykle od wytwórcy ceramiki |
ASTM E595 to powszechny test przesiewowy odgazowania polimerów: całkowita utrata masy 1.0 procent lub mniej i zebrany kondensujący materiał lotny 0.10 procent lub mniej. Warto poprosić producenta materiału o dane dla dokładnego gatunku. Więcej w PFA, PVDF i PEEK dla urządzeń procesów mokrych oraz alumina i AlN w urządzeniach do wafli.
Certyfikaty i identyfikowalność
Dokumentacja jest częścią materiału. Typ certyfikatu należy wpisać na rysunku, bo inaczej nie znajdzie się w wycenie.
- EN 10204 3.1Świadectwo kontroli od producenta materiału ze zmierzonym składem chemicznym i wynikami mechanicznymi wytopu. Zwykłe wymaganie dla części próżniowych i gazowych.
- EN 10204 3.2Te same wyniki, potwierdzone dodatkowo przez niezależnego inspektora lub przedstawiciela kupującego. Wymagane tylko dla części krytycznych, wydłuża czas w hucie.
- Identyfikowalność partii wytopuNumer wytopu ze świadectwa jest oznaczany lub zapisywany dla każdej części lub partii, aby problem z materiałem dało się powiązać z użytym materiałem.
- Lista materiałów ograniczonychJeśli firma kupującego zakazuje substancji lub wymaga deklaracji, listę należy wysłać razem z RFQ. Zawęża ona, jaki materiał warsztat w ogóle może kupić.
- Certyfikaty wykończeniaLinie anodowania, powlekania i polerowania elektrolitycznego wystawiają własny certyfikat dla partii. Warto żądać go razem z raportem wymiarowym.
Pytania o materiały
Co lepsze na korpus komory, 6061 czy 5083?
6061-T6 skrawa się czysto, dobrze trzyma powierzchnię uszczelniającą i równomiernie przyjmuje anodowanie twarde, więc pokrywa większość obrabianych korpusów komór i pokryw. 5083 to zwykły wybór na duże korpusy spawane, bo zachowuje więcej wytrzymałości po spawaniu i jest dostępna w grubej płycie. Zwykle decyduje konstrukcja spoiny.
Czy potrzebuję 316L, czy wystarczy 304L?
Na konstrukcje i części linii wstępnej zwykle wystarcza 304L. Części w kontakcie z gazem, części polerowane elektrolitycznie dla czystości i części widzące korozyjny gaz procesowy zwykle wymagają 316L, a linie gazu o ultrawysokiej czystości często idą dalej, do 316L VIM-VAR. Molibden w 316L poprawia odporność na korozję.
Czym jest certyfikat 3.1 i czy go potrzebuję?
Świadectwo kontroli EN 10204 typ 3.1 wystawia producent materiału i podaje zmierzony skład chemiczny i wyniki mechaniczne dla danego wytopu. Większość rysunków części próżniowych i gazowych go wymaga, powiązanego z partią wytopu faktycznie użytego materiału. Certyfikat hurtownika, który tylko powtarza nazwę gatunku, to nie ten sam dokument.
Czy PEEK może trafić do komory?
Często tak. Niewypełniony PEEK i poliimid są powszechne wewnątrz próżni, bo po wygrzaniu mało odgazowują. Należy sprawdzić gatunek, bo wypełniacze i pigmenty zmieniają wynik, i poprosić producenta materiału o dane odgazowania mierzone wg ASTM E595.
Materiał wybrany? Czas na rysunek.
Prosimy wpisać gatunek, normę i typ certyfikatu w RFQ. Przekażemy je do 3 warsztatów, które już kupują taki materiał, i odpowiemy w ciągu 24 godzin roboczych.
- ProcesyKroki obróbki, wykończenia, czyszczenia i testów.
- ZastosowaniaKtóry materiał gdzie trafia, wg modułu urządzenia.
- Molibden i tytanMetale ogniotrwałe i lekkie w próżni.