Como são fabricados os tubos semicondutores para forno de quartzo？

Semicondutortubos de forno de quartzosão componentes essenciais amplamente utilizados nos principais processos de fabricação de semicondutores, como difusão, oxidação e recozimento. Ele precisa manter de forma estável as propriedades físicas e químicas, mesmo quando precisa ser exposto prolongadamente a altas temperaturas, pressão intensa e corrosão severa do ambiente operacional. No processo de fabricação de semicondutores, a qualidade do tubo do forno de quartzo afeta diretamente o desempenho e o rendimento dos dispositivos semicondutores. Por esta razão, o processo de fabricação de tubos de forno de quartzo é crucial.

Os principais processos de fabricação de tubos de forno de quartzo

1. Seleção de matéria-prima

Os tubos dos fornos de quartzo são feitos principalmente de dióxido de silício de alta pureza, disponível nas formas natural e sintética. Matérias-primas de alta pureza são essenciais para fornecer excelente desempenho óptico, térmico e químico dos tubos de forno de quartzo. Especialmente em campos de alta precisão como semicondutores, os requisitos para o teor de impurezas, particularmente impurezas de íons metálicos (como ferro, alumínio, sódio, etc.), nas matérias-primas são extremamente rigorosos e devem ser controlados no nível de ppm.

2. Derretimento e moldagem

Selecionadoquartzopó ou pedaços são derretidos no forno de alta temperatura acima de 2.000 ° C para formar um líquido de quartzo fundido uniforme. O controle preciso da temperatura e um ambiente atmosférico específico (como vácuo ou gás inerte) são cruciais durante esse processo para prevenir eficazmente defeitos induzidos por oxidação e contaminação. O líquido de quartzo fundido é então continuamente formado em tubos usando equipamentos de trefilação especializados ou moldes como máquinas de trefilação de tubos.

3. Corte e acabamento final

Os tubos de quartzo moldados são normalmente cortados no comprimento necessário por meio de equipamentos de corte, como cortadores de diamante ou cortadores a laser. As extremidades cortadas do tubo tendem a ser ásperas, portanto, é necessário um desbaste fino para garantir suavidade e planicidade da superfície. Processos de polimento mecânico ou químico são geralmente adotados para remover rebarbas e microfissuras induzidas por corte, o que pode permitir que as extremidades do tubo atendam aos padrões de planicidade de alta precisão e satisfaçam os requisitos de vedação a vácuo dos processos de semicondutores.

4. Montagem de soldagem

Os tubos de quartzo cortados precisam ser soldados em alta temperatura com os tubos centrais do forno, flanges e tubos de exaustão para montagem de acordo com os desenhos personalizados do cliente. Após a montagem da soldagem, a camada de óxido branco do tubo de quartzo precisa ser removida através de polimento em alta temperatura. Esta camada é gerada durante o processo de resfriamento após a fusão do tubo de quartzo em altas temperaturas. Embora inofensivo por si só, afeta a transmitância da luz, a planicidade e a suavidade do produto de quartzo. O polimento em alta temperatura pode remover com eficácia a camada de óxido, resultando em tubos transparentes e limpos.

5. Tratamento de recozimento

A tensão interna é gerada em tubos de quartzo após processos de modelagem, corte, montagem por soldagem e polimento, o que pode afetar sua resistência mecânica e estabilidade térmica. Assim, todas as peças de quartzo fabricadas em alta temperatura precisam passar por tratamento térmico e recozimento para eliminar tal tensão interna.

6. Inspeção de qualidade

Em todo o processo de fabricação de tubos de forno de quartzo, são necessários testes rigorosos em vários aspectos para garantir que o produto acabado atenda aos padrões. As inspeções incluem tensão interna (verificada por luz polarizada para linhas de tensão óbvias), precisão dimensional (como controle de tolerância para diâmetro externo, espessura da parede e comprimento), qualidade da superfície (rugosidade, presença de defeitos, etc.), propriedades mecânicas (resistência, dureza, etc.) e limpeza (parede interna livre de impurezas e bolhas).