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.
| Материал | UNS | EN | JIS | Обычная форма и состояние | Где применяется |
|---|---|---|---|---|---|
| Алюминий 6061 | A96061 | EN AW-6061 | A6061 | Плита и пруток T6 или T651 | Корпуса камер, крышки, кронштейны, большинство конструкционных деталей |
| Алюминий 5083 | A95083 | EN AW-5083 | A5083 | Плита O, H111 или H321 | Крупные корпуса камер, сварные вакуумные конструкции |
| Алюминий 5052 | A95052 | EN AW-5052 | A5052 | Лист и плита H32 | Кожухи, воздуховоды, листовые корпуса |
| Нержавеющая сталь 304L | S30403 | 1.4307 | SUS304L | Отожжённые пруток и плита | Рамы, детали предварительной откачки, вакуумные конструкции без контакта со средой |
| Нержавеющая сталь 316L | S31603 | 1.4404 | SUS316L | Отожжённые пруток, плита и труба | Детали, омываемые газом, фланцы, оборудование сверхвысокого вакуума |
| Нержавеющая сталь 316LN | S31653 | 1.4429 | SUS316LN | Отожжённая, часто переплавленная | Фланцы CF и детали сверхвысокого вакуума с прогревом |
| Титан Grade 2 | R50400 | 3.7035 | Class 2 | Отожжённые пруток и плита | Агрессивные технологические зоны, детали PVD |
| Титан Grade 5 | R56400 | 3.7165 | TAP6400 | Отожжённые пруток и плита | Лёгкие жёсткие детали, рычаги транспортировки пластин |
| Молибден | R03600 | н/д | н/д | Пруток и плита со снятыми напряжениями | Тепловые экраны, оборудование горячей зоны и имплантации |
| Медь OFE | C10100 | CW009A | C1011 | Отожжённая или полутвёрдая | Прокладки 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.
| Материал | Обычная форма | Типичный предел эксплуатации | Где применяется |
|---|---|---|---|
| PEEK, ненаполненный | Экструдированные пруток и плита | Около 250 °C длительно | Изоляторы, детали контакта с пластиной, кольца CMP |
| Полиимид (тип Vespel SP-1) | Детали прямого формования | Около 290 °C длительно | Высокотемпературные изоляторы, износные накладки |
| PPS | Экструдированный или прессованный | Около 220 °C длительно | Удерживающие кольца CMP, детали химической стороны |
| PTFE и PFA | Литой пруток и лист | Около 260 °C длительно | Детали мокрых процессов, уплотнения, liners |
| Оксид алюминия 99.5 процента | Обожжённый, затем шлифованный или притёртый | Значительно выше технологического диапазона | Изоляторы, 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.
- ПроцессыЭтапы обработки, финишной обработки, очистки и испытаний.
- ПрименениеКакой материал куда идёт, по модулям установки.
- Молибден и титанТугоплавкие и лёгкие металлы в вакууме.