Độ sạch, bề mặt và quy tắc vật liệu cho chi tiết chân không

26 tháng 9, 2026

Một chi tiết chân không có thể đạt mọi kiểm tra kích thước trên báo cáo mà vẫn bị từ chối. Lý do hầu như luôn là điều bản vẽ không nói: sạch là sạch đến mức nào, mặt nào cần bề mặt đó, chi tiết được phép chạm vào gì trên đường ra khỏi tòa nhà.

Độ sạch hoạt động như một kích thước trong ngách này. Nó có mục tiêu, có phép đo, có chi phí và có thể ngoài dung sai. Khác biệt là hầu hết bản vẽ ghi kích thước hình học cẩn thận và để độ sạch cho người ta đoán.

Vì sao độ sạch là một kích thước

Ở khí quyển, một dấu vân tay chỉ là vấn đề thẩm mỹ. Ở 10-6 Torr, nó là nguồn hydrocarbon bay hơi liên tục chừng nào buồng còn trong chân không. Máy bơm phải hút nó đi, quá trình hút chân không kéo dài hơn, và nếu chi tiết nằm phía trên wafer thì nhiễm bẩn rơi vào nơi quan trọng. Đây là outgassing, và nó biến một lối tắt làm sạch thành vấn đề tiến độ nhiều tuần sau ở fab, không phải lỗi xưởng nhìn thấy trên bàn làm việc.

Hình học góp phần vào cùng vấn đề. Một lỗ ren mù có vít bên trong giữ một túi khí rò chậm vào buồng và không bao giờ thoát hết. Đó là lý do vít thông hơi và lỗ xuyên xuất hiện trên phần cứng UHV, và vì sao một thiết kế ổn ở 10-3 Torr có thể không dùng được ở 10-9 Torr mà không đổi một kích thước nào.

Rồi đến phát sinh hạt, là câu hỏi của xưởng gia công hơn là của thiết kế. Hạt đến từ một danh sách ngắn và dễ đoán:

Bi phun còn sót trong góc từ công việc trước
Cặn dung dịch làm mát khô trong hốc
Khăn lau và găng tay của xưởng, đặc biệt là loại có silicone
Cái túi, nếu là túi sai hoặc được hàn kín trong phòng sai

Silicone xứng đáng có một dòng riêng. Nó di chuyển, gần như không thể loại bỏ khi đã dính vào chi tiết, và hiện ra như một lỗi ở rất xa phía sau. Các xưởng làm công việc bán dẫn giữ nó ra khỏi tòa nhà hoàn toàn. Các xưởng khác chưa bao giờ có lý do để nghĩ đến.

Bề mặt, từng mặt một

Ba giá trị Ra bao phủ hầu hết bản vẽ chân không, và chúng không phải ba bậc trên cùng một thang. Chúng là ba quyết định sản xuất khác nhau.

Yêu cầu	Cách đạt được	Thường dùng cho
Ra 0.8 um	Một đường dao hoàn thiện bình thường	Bề mặt thông thường, mặt không quan trọng
Ra 0.4 um	Đường dao chậm hơn, dao sắc hơn, bước kiểm tra	Mặt làm kín, rãnh O-ring
Ra 0.2 um và thấp hơn	Một quy trình phụ, thường ở bên ngoài	Bề mặt bên trong tiếp xúc khí, tiếp xúc wafer, UHV

Con số chỉ là nửa yêu cầu. Nửa còn lại là diện tích nó áp dụng, và đó là nơi có tiền. Một mặt rãnh O-ring ở Ra 0.4 um tốn rất ít. Cùng yêu cầu đó nằm trong khung tên sẽ tính giá toàn bộ chi tiết ở Ra 0.4 um, kể cả các mặt không ai nhìn tới.

Ba loại mặt cần bề mặt vì ba lý do khác nhau, nên xứng đáng có ba ghi chú riêng:

Mặt làm kín. Bề mặt tồn tại để elastomer làm kín và tiếp tục làm kín qua các chu kỳ nhiệt. Vết xước cắt ngang rãnh quan trọng hơn Ra trung bình.

Mặt tiếp xúc wafer. Bề mặt tồn tại để chi tiết không phát sinh hạt hoặc làm xước wafer. Độ phẳng thường đi kèm.

Bề mặt bên trong tiếp xúc khí. Bề mặt tồn tại để có ít diện tích giữ khí hấp phụ hơn và ít kết cấu giữ cặn hơn. Đây thường là mặt cần đánh bóng điện hóa.

Bề mặt cũng phải được đọc cùng với lớp phủ. Anod hóa cứng Type III làm chi tiết phình ra và thay đổi bề mặt, nên bản vẽ phải nêu Ra và kích thước áp dụng trước hay sau khi phủ. Chi tiết đo đúng mà không lắp được hầu như luôn là lỗi này.

Các vật liệu được chấp nhận

Danh sách vật liệu trong ngách này ngắn, và lý do cụ thể.

6061-T6 là mặc định cho thân buồng, nắp và giá đỡ. Nó gia công dễ đoán và anod hóa tốt. Khi chống ăn mòn quan trọng hơn độ bền, 5052 hoặc 5083 thường là đáp án tốt hơn, và với chi tiết tấm lớn, trạng thái nhiệt luyện và độ phẳng của phôi đầu vào quan trọng ngang mác, vì tấm chưa khử ứng suất sẽ biến dạng khi gia công.

316L là mặc định cho đường khí tiếp xúc, và chữ L không phải tùy chọn. Carbon thấp giữ ranh giới hạt sạch qua quá trình hàn, điều khiến mối nối tồn tại trong đường dẫn ăn mòn. 304L chấp nhận được cho kết cấu và phần cứng chân không không bao giờ tiếp xúc khí quy trình, và dùng nó trên đường tiếp xúc để tiết kiệm tiền là một quyết định sẽ bị phát hiện về sau.

Titanium xuất hiện ở các khu vực ăn mòn cụ thể và ở chi tiết cần tỷ lệ độ bền trên khối lượng, thường là cánh tay xử lý wafer.

PEEK, Vespel và alumina là nơi công việc rời khỏi xưởng kim loại. Chi tiết cách điện, giá đỡ gioăng, đệm tiếp xúc wafer và vòng. Xưởng nhựa hoặc gốm là nhà cung cấp đúng ở đây, và một xưởng kim loại nhận lời làm vòng alumina thường sắp thuê ngoài mà không nói với quý vị.

Danh sách vật liệu bị hạn chế nằm trên tất cả những điều này. Một fab có thể loại trừ một số nguyên tố hợp kim, một số nhà máy luyện hoặc một số hóa chất lớp phủ. Mỗi hạn chế thu hẹp nhóm nhà cung cấp, và một xưởng mua từ bất kỳ ai có hàng trong tuần này hoàn toàn không đáp ứng được yêu cầu. Điều này nên biết trước đơn đầu tiên thay vì sau lần từ chối đầu tiên.

Quy định làm sạch

Làm sạch là một phạm vi công việc, nên nó phải được viết như vậy.

Tẩy dầu mỡ là việc xưởng nào cũng làm. Dung môi, lau, xong. Phù hợp cho khung, đồ gá và mọi thứ ở lại khí quyển.

Làm sạch chính xác là quy trình nhiều giai đoạn với nước được kiểm soát, sấy được kiểm soát và một phòng được kiểm soát ở cuối. Nó tốn tiền thật và mất thời gian thật, và xưởng phải có nơi để làm.

Quy trình fab được nêu tên là trường hợp khắt khe nhất. Khách hàng cung cấp tài liệu, xưởng làm theo, và hai bên biết điều đã thỏa thuận.

Kiểm chứng thường là thử lau, và nên biết nó thực sự kiểm tra gì. Một lần lau có kiểm soát trên một diện tích xác định, rồi kiểm tra miếng lau, cho biết về cặn và hạt nhìn thấy được. Nó không cho biết về nhiễm bẩn phân tử, nên một phép thử lau sạch và vấn đề silicone có thể cùng tồn tại.

Đóng gói là cơ hội cuối cùng để hoàn tác tất cả. Túi hai lớp là tiêu chuẩn, túi phòng sạch khi fab yêu cầu, nhãn ở bên ngoài để không ai mở túi trong để xem bên trong là gì, và xả nitơ cho chi tiết cần. Các cấp độ sạch của fab đến từ ISO 14644, và nếu khu vực nhận hàng của quý vị làm việc theo một trong số đó thì đóng gói phải khớp, nếu không chi tiết đã bẩn khi đến nơi.

Ghi lên bản vẽ

Một chi tiết chân không trở nên báo giá được khi có các ghi chú này. Hầu hết bản vẽ đến đây thiếu ít nhất một.

Mác vật liệu, trạng thái nhiệt luyện và việc có yêu cầu chứng chỉ nhà máy luyện hay truy xuất lô nấu không.
Bề mặt gắn với từng mặt cụ thể, kèm ghi chú nêu áp dụng trước hay sau khi phủ.
Chuỗi xử lý bề mặt nêu tên: loại anod hóa, đánh bóng điện hóa, thụ động hóa, và những mặt nào được che.
Mức làm sạch nêu tên, và tài liệu quy trình nếu có.
Tiêu chuẩn đóng gói, gồm loại túi và việc có yêu cầu xả khí hay không.
Hạn chế xử lý, nêu rõ silicone nếu chi tiết đến gần fab.

Ba điều hay thiếu nhất là mức làm sạch, tiêu chuẩn đóng gói và ghi chú trước hay sau khi phủ. Mỗi điều chỉ là một dòng. Mỗi điều, nếu bỏ sót, là một báo giá quay lại quá thấp và một chi tiết quay lại sai.

Nếu quý vị không muốn tự đánh giá một xưởng theo danh sách này, đó là việc trang này làm: quý vị gửi bản vẽ và nó đến các xưởng đã làm nhóm chi tiết này.

Câu hỏi thường gặp

Có thật sự đáng thêm ghi chú độ sạch nếu xưởng vốn đã tẩy dầu mỡ không?

Có, vì tẩy dầu mỡ và làm sạch chính xác là hai sản phẩm khác nhau với hai mức giá. Nếu bản vẽ không nói gì, quý vị nhận bước tẩy dầu mỡ thông thường của xưởng và đó là cách hiểu hợp lý về những gì quý vị đã yêu cầu.

Tôi có thể ghi một con số Ra trong khung tên cho an toàn không?

Có thể, và đó là dòng đắt nhất trên hầu hết bản vẽ chân không. Xưởng phải giữ bề mặt đó ở mọi nơi và kiểm tra ở mọi nơi. Hãy gắn yêu cầu bề mặt với các mặt cần nó.

Đánh bóng điện hóa có sửa được bề mặt gia công thô không?

Không. Đánh bóng điện hóa cải thiện bề mặt được đưa vào, nó không cứu một bề mặt kém. Gia công phải tiến sát mục tiêu trước, đó là lý do yêu cầu bề mặt và quy trình xử lý bề mặt thuộc về cùng một bản vẽ.

Có chi tiết tương tự?

Gửi bản vẽ. Chúng tôi kết nối với tối đa 3 xưởng đã làm chi tiết thiết bị bán dẫn và phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.

Gửi RFQ của tôi