指南 / 工艺
半导体设备用机加工零件:采购方指南
2026年9月26日
送到加工厂的大多数图纸,都是按同样的顺序读的:几何形状、公差、材料、数量。用于半导体设备的零件需要换一种读法,或者说应当如此,因为决定它能否被接收的特征,往往不是那些标了尺寸的特征。
本指南说明这些特征是什么,零件分为哪几类,以及在把图纸发给一家没做过这类工作的工厂之前,应该核对什么。
四类零件
加工厂被要求为半导体设备制造的几乎所有东西,都属于四个类别之一。
腔体与盖板零件。 大型铝和不锈钢本体、盖板、内衬、防护罩、喷淋头毛坯和基座本体。大面的平面度和密封面的表面质量,决定腔体能否保压。粗加工与精加工之间的去应力,比刀具更重要。
晶圆传送。 末端执行器、叶片、传送臂、吸盘、环和对准器零件。薄而轻,常常是陶瓷或带涂层的。平面度、平衡和颗粒表现,比严格的位置公差更重要。
气体输送与真空。 集成块、法兰本体、馈通、阀门和管接头本体。内表面质量、清洁度和泄漏完整性就是全部工作的小型零件。通常是316L,通常经电解抛光。
框架、治具与夹具。 设备框架、焊接结构件、装载口支架、测试与老化夹具、装配治具。没有真空规格,所以整个工作就是以合理的价格做到平面度、平行度和重复性。
压力能告诉您什么
读一份新图纸的快捷方法,是问这个零件在使用中承受什么压力。
| 压力 | 零件类别 | 意味着什么 |
|---|---|---|
| 大气压 | 框架、EFEM、治具 | 没有真空规格,但平面度和平行度仍决定装配 |
| 10-3 Torr | 加载锁与传送 | 轻度清洁度规则,出现密封面 |
| 10-6 Torr | 工艺腔体 | 材料管控、表面处理标注、真正的清洗、受控包装 |
| 10-9 Torr | UHV部件 | 可烘烤、全熔透焊缝、电解抛光、无封闭空间 |
从大气压到10-6 Torr,需要的工厂就变了。从10-6到10-9 Torr,设计规则也变了,因为盲螺纹孔和封闭空间不再被接受。其原因在超高真空的文献中讲得很清楚。
工厂必须管住的五件事
在这些地方,一家称职的精密加工厂与一家有能力做半导体的工厂分道扬镳。
1. 材料可追溯性
不只是「6061」。还有牌号、状态、材质证明书、炉批号,以及常常排除特定合金元素或特定钢厂的限制材料清单。一家从当周有货的任何人那里采购的工厂,无法为有炉批号要求的零件服务,而且要等到第一批交付被拒收才会意识到。
2. 标注处的表面粗糙度
Ra 0.8 um用一把精加工刀具不费力就能得到。Ra 0.4 um意味着更慢的走刀、更锋利的刀具和检验。Ra 0.2 um及以下通常意味着二次工序。
重要的一半是「在哪里」。密封面、晶圆接触面和内部接触介质的表面,各自因不同的原因需要它。在标题栏里写一个Ra数值,是这个领域里最昂贵的习惯,因为工厂必须按零件上最严的那一项给整个零件报价。
3. 表面处理链条
硬质阳极氧化、硫酸阳极氧化、电解抛光和钝化,对几乎每家工厂来说都是外协工序。每增加一道,就多几天、一段运输和一个遮蔽决定。Type III硬质阳极氧化会使零件增大,所以图纸必须写明尺寸是涂层前还是涂层后。弄错的结果是量起来正确却装不上的零件。
4. 清洗与操作
对支架无妨的喷珠介质,对腔体内衬就是污染源。零件附近任何形式的硅酮,都会在几周后的晶圆厂里暴露为问题,而不是在工厂里。一个加工完美、随后被错误的抹布擦过的零件,是没有可见缺陷的废品。
5. 包装
精密清洗、干燥,然后一层袋套一层袋,标签贴在外面,有些情况下还要氮气吹扫。这是有实际成本的费用项。如果图纸没有要求,报价就不会包含,而工厂并不是在刁难您。
询价中该写什么
报价做得好的工厂,是拿到足够信息、不必先来回问一轮就能定价的工厂。请发送:
- STEP或IGES模型,加上PDF图纸。只有模型,得到的是问题,不是价格。
- 牌号和状态,以及是否需要材质证明书或炉批号。
- 针对具体表面而不是针对零件的表面处理标注。
- 清洗流程和包装标准,有名称就写名称。
- 当前数量以及是否预计返单,因为这会改变工厂分摊夹具的方式。
- 您的交期,请如实说。对三周本会说不的工厂,会答应下来然后延误。
在选定一家新工厂之前
问问上述五项管控中,哪些是自己做的,哪些是外购的。请对方出示一份类似零件的尺寸检验报告,隐去客户信息。问问它们在两个任务之间如何处理喷珠介质。这些答案只需五分钟,告诉您的却比任何能力清单都多。
如果您不想自己做这一轮筛查,这正是本站的工作:您发送图纸,它会发给已在加工这类零件的工厂。发送询价
常见问题
半导体零件就是公差更紧的零件吗?
不是。公差通常是最容易的部分。成本和风险在于材料可追溯性、特定表面的粗糙度、表面处理链条、清洗与包装,以及随零件走的文件。
优秀的航空航天加工厂能加工半导体零件吗?
切削方面通常可以。差距一般在于操作和清洁度。航空航天厂习惯证明书和检验报告,这是优势,但喷珠介质管控、无硅酮操作和洁净室装袋,对多数厂来说是新习惯。
需要在图纸上写明清洗流程吗?
如果零件会用在晶圆厂附近,需要。如果图纸什么都没写,您得到的就是工厂常规的除油加一个纸箱,而这是对您所要求内容的合理解读。