Перейти к содержанию
SemiCNC

Главная / Материалы

Материалы для деталей вакуумного и полупроводникового оборудования

Марка, состояние поставки и сертификат решают, можно ли деталь ставить в установку. Приведённые ниже обозначения охватывают ASTM и UNS, EN и JIS, чтобы чертёж, составленный в одной системе, одинаково читался предприятием, закупающим заготовку в другой.

Марки металлов и их обозначения

Эквиваленты близки, но не идентичны. Пределы химического состава слегка различаются между стандартами, поэтому назовите стандарт, по которому Вы принимаете деталь, и пусть предприятие закупает по нему.

МатериалUNSENJISОбычная форма и состояниеГде применяется
Алюминий 6061A96061EN AW-6061A6061Плита и пруток T6 или T651Корпуса камер, крышки, кронштейны, большинство конструкционных деталей
Алюминий 5083A95083EN AW-5083A5083Плита O, H111 или H321Крупные корпуса камер, сварные вакуумные конструкции
Алюминий 5052A95052EN AW-5052A5052Лист и плита H32Кожухи, воздуховоды, листовые корпуса
Нержавеющая сталь 304LS304031.4307SUS304LОтожжённые пруток и плитаРамы, детали предварительной откачки, вакуумные конструкции без контакта со средой
Нержавеющая сталь 316LS316031.4404SUS316LОтожжённые пруток, плита и трубаДетали, омываемые газом, фланцы, оборудование сверхвысокого вакуума
Нержавеющая сталь 316LNS316531.4429SUS316LNОтожжённая, часто переплавленнаяФланцы CF и детали сверхвысокого вакуума с прогревом
Титан Grade 2R504003.7035Class 2Отожжённые пруток и плитаАгрессивные технологические зоны, детали PVD
Титан Grade 5R564003.7165TAP6400Отожжённые пруток и плитаЛёгкие жёсткие детали, рычаги транспортировки пластин
МолибденR03600н/дн/дПруток и плита со снятыми напряжениямиТепловые экраны, оборудование горячей зоны и имплантации
Медь OFEC10100CW009AC1011Отожжённая или полутвёрдаяПрокладки CF, охлаждающие блоки, детали ВЧ

Стандарты на плиту и пруток, которые стоит указать на чертеже: ASTM B209 и B221 для алюминия, ASTM A240 и A276 для нержавеющей стали, ASTM B265 и B348 для титана, ASTM F68 для бескислородной меди.

Алюминий или нержавеющая сталь

Большинство деталей камер делают из одного или другого. Выбор определяют температура, химия процесса и способ соединения, а не столько прочность.

Алюминий 6061 и 5083

  • Лёгкий, быстро обрабатывается, дешевле на деталь
  • Хорошо проводит тепло, подходит для охлаждаемых крышек и плит
  • Принимает твёрдое анодирование Type III для поверхностей, обращённых к плазме
  • Температуры прогрева ниже, чем у нержавеющей стали
  • Уплотнительные поверхности легко царапаются, поэтому важны обращение и упаковка

Нержавеющая сталь 304L и 316L

  • Выдерживает прогрев при более высоких температурах для сверхвысокого вакуума
  • Сваривается в герметичные соединения, стандарт для оборудования CF
  • Электрополируется для чистоты в контакте с газом
  • Тяжелее и медленнее обрабатывается, наклёпывается
  • Марки L с низким содержанием углерода ограничивают сенсибилизацию на швах

Выбор плиты внутри алюминия: 6061, 5083 и литая плита для оснастки камер. Марки нержавеющей стали по чистоте: 316L VIM-VAR для газовых линий сверхвысокой чистоты.

Чего не должно быть в вакуумной детали

Это материалы и привычки, которые проходят проверку размеров, а потом подводят при откачке или прогреве.

  • Цинк и кадмийУ обоих высокое давление пара, и при прогреве они загрязняют камеру. Это исключает латунь, 7075 и другие цинкосодержащие сплавы, а также кадмированный крепёж внутри вакуума.
  • Автоматные маркиСера и свинец это то, что делает 303, 12L14 и 2011 лёгкими в резании. Они выделяют газ, ухудшают качество сварки и проявляются включениями на полированной поверхности. Указывайте 304L или 316L, а не 303.
  • Пористое литьёПористость литья задерживает газ и очищающую жидкость и отдаёт оба под вакуумом. Для всего, что видит вакуум, применяйте деформированную плиту или пруток, если только литьё не аттестовано для этого.
  • Силикон и неизвестные смазкиСиликон мигрирует, и его трудно удалить. Спросите предприятие, какие СОЖ и смазки касаются детали, и укажите на чертеже, если силикон запрещён.
  • Невентилируемые глухие объёмыЭто не материал, но ведёт себя как он. Газ, замкнутый за винтом или в глухом отверстии, медленно выходит и выглядит как плохая откачка.

Почему это важно при низком давлении: газовыделение.

Полимеры и керамика

Температуры это типичные пределы длительной эксплуатации по данным производителей материала, а не пределы прогрева в вакууме. Наполнители, пигменты и марка меняют и предел, и газовыделение.

МатериалОбычная формаТипичный предел эксплуатацииГде применяется
PEEK, ненаполненныйЭкструдированные пруток и плитаОколо 250 °C длительноИзоляторы, детали контакта с пластиной, кольца CMP
Полиимид (тип Vespel SP-1)Детали прямого формованияОколо 290 °C длительноВысокотемпературные изоляторы, износные накладки
PPSЭкструдированный или прессованныйОколо 220 °C длительноУдерживающие кольца CMP, детали химической стороны
PTFE и PFAЛитой пруток и листОколо 260 °C длительноДетали мокрых процессов, уплотнения, liners
Оксид алюминия 99.5 процентаОбожжённый, затем шлифованный или притёртыйЗначительно выше технологического диапазонаИзоляторы, детали контакта с пластиной, обычно у керамического производителя

ASTM E595 это обычный скрининг полимеров на газовыделение: общая потеря массы не более 1.0 процента и собранный летучий конденсирующийся материал не более 0.10 процента. Запросите у производителя данные по точной марке. Подробнее в PFA, PVDF и PEEK для установок мокрых процессов и оксид алюминия и AlN в инструменте для пластин.

Сертификаты и прослеживаемость

Документы это часть материала. Укажите тип сертификата на чертеже, иначе его не будет в расчёте.

  • EN 10204 3.1Сертификат приёмочного контроля от изготовителя материала с измеренным химическим составом и механическими результатами плавки. Обычный запрос для вакуумных и газовых деталей.
  • EN 10204 3.2Те же результаты, дополнительно подтверждённые независимым инспектором или представителем покупателя. Запрашивается только для критичных деталей и добавляет время на заводе.
  • Прослеживаемость по плавкеНомер плавки из сертификата маркируется или записывается на каждую деталь или партию, чтобы вопрос о материале можно было отследить до использованной заготовки.
  • Список ограниченных материаловЕсли Ваша компания запрещает вещества или требует декларацию, приложите список к RFQ. Он сужает перечень заготовок, которые предприятие вообще может купить.
  • Сертификаты на финишную обработкуЛинии анодирования, гальваники и электрополировки выдают собственный сертификат на каждую партию. Запросите его вместе с протоколом размеров.

Вопросы о материалах

Что лучше для корпуса камеры, 6061 или 5083?

6061-T6 хорошо обрабатывается, держит уплотнительную поверхность и равномерно принимает твёрдое анодирование, поэтому он подходит для большинства обработанных корпусов и крышек камер. 5083 обычный выбор для крупных сварных корпусов, потому что после сварки он сохраняет больше прочности и поставляется в толстых плитах. Обычно решает конструкция шва.

Нужна ли 316L или хватит 304L?

Для конструкций и деталей предварительной откачки обычно достаточно 304L. Детали, омываемые газом, детали с электрополировкой для чистоты и детали, видящие агрессивный технологический газ, обычно требуют 316L, а газовые линии сверхвысокой чистоты часто идут дальше, к 316L VIM-VAR. Молибден в 316L улучшает коррозионную стойкость.

Что такое сертификат 3.1 и нужен ли он мне?

Сертификат приёмочного контроля EN 10204 типа 3.1 выдаёт изготовитель материала, и в нём указаны измеренный химический состав и механические результаты для этой плавки. Большинство чертежей вакуумных и газовых деталей требует такой сертификат, привязанный к номеру плавки фактически использованной заготовки. Сертификат дистрибьютора, который лишь повторяет название марки, это не тот же документ.

Можно ли ставить PEEK внутрь камеры?

Часто да. Ненаполненный PEEK и полиимид обычны внутри вакуума, потому что после прогрева выделяют мало газа. Проверьте марку, так как наполнители и пигменты меняют результат, и запросите у производителя материала данные по газовыделению, измеренные по ASTM E595.

Материал выбран? Отправьте чертёж.

Укажите в RFQ марку, стандарт и тип сертификата. Мы передадим его не более чем 3 предприятиям, которые уже закупают такую заготовку, и ответим в течение 24 рабочих часов.