Comment sont fabriqués les tubes de four à quartz semi-conducteurs？

Semi-conducteurtubes de four à quartzsont des composants essentiels largement utilisés dans les principaux processus de fabrication de semi-conducteurs, tels que la diffusion, l'oxydation et le recuit. Il doit conserver ses propriétés physiques et chimiques de manière stable même lorsqu'il doit être exposé de manière prolongée à des températures élevées, à une pression intense et à une corrosion sévère de l'environnement d'exploitation. Dans le processus de fabrication des semi-conducteurs, la qualité du tube du four à quartz affecte directement les performances et le rendement des dispositifs semi-conducteurs. Pour cette raison, le processus de fabrication des tubes de four à quartz est crucial.

Les principaux procédés de fabrication des tubes de four à quartz

1. Sélection des matières premières

Les tubes de four à quartz sont principalement fabriqués à partir de dioxyde de silicium de haute pureté, disponible sous forme naturelle et synthétique. Des matières premières de haute pureté sont essentielles pour offrir d’excellentes performances optiques, thermiques et chimiques aux tubes de four à quartz. Surtout dans les domaines de haute précision comme les semi-conducteurs, les exigences concernant la teneur en impuretés, en particulier en impuretés d'ions métalliques (telles que le fer, l'aluminium, le sodium, etc.), dans les matières premières sont extrêmement strictes et doivent être contrôlées au niveau du ppm.

2. Fusion et moulage

Choisiquartzla poudre ou les morceaux sont fondus dans le four à haute température au-dessus de 2000°C pour former un liquide de quartz fondu uniforme. Un contrôle précis de la température et un environnement atmosphérique spécifique (tel qu'un vide ou un gaz inerte) sont cruciaux au cours de ce processus pour prévenir efficacement les défauts induits par l'oxydation et la contamination. Le liquide de quartz fondu est ensuite transformé en tubes en continu à l’aide d’un équipement d’étirage spécialisé ou de moules tels que des machines à étirer les tubes.

3. Découpe et finition des extrémités

Les tubes de quartz façonnés sont généralement coupés à la longueur requise à l'aide d'équipements de coupe tels que des fraises diamantées ou des fraises laser. Les extrémités coupées des tubes ont tendance à être rugueuses, un meulage fin est donc nécessaire pour garantir la douceur et la planéité de la surface. Des processus de polissage mécanique ou de polissage chimique sont généralement adoptés pour éliminer les bavures et les microfissures induites par la coupe, ce qui peut permettre aux extrémités des tubes de répondre aux normes de planéité de haute précision et de satisfaire aux exigences de scellage sous vide des processus de semi-conducteurs.

4. Assemblage par soudage

Les tubes de quartz coupés doivent être soudés à haute température avec les tubes du noyau du four, les brides et les tuyaux d'échappement pour un assemblage conforme aux dessins personnalisés du client. Après l'assemblage par soudage, la couche d'oxyde blanc du tube de quartz doit être éliminée par polissage à haute température. Cette couche est générée pendant le processus de refroidissement après la fusion du tube de quartz à haute température. Bien qu’inoffensif en soi, il affecte la transmission de la lumière, la planéité et la douceur du produit en quartz. Le polissage à haute température peut éliminer efficacement la couche d'oxyde, ce qui donne des tubes transparents et propres.

5. Traitement de recuit

Des contraintes internes sont générées dans les tubes de quartz après les processus de façonnage, de découpe, d'assemblage par soudage et de polissage, ce qui peut affecter leur résistance mécanique et leur stabilité thermique. Ainsi, toutes les pièces en quartz fabriquées à haute température doivent subir un traitement thermique et un recuit pour éliminer ces contraintes internes.

6. Contrôle de qualité

Dans l’ensemble du processus de fabrication des tubes de four à quartz, des tests multi-aspects stricts sont nécessaires pour garantir que le produit fini répond aux normes. Les inspections comprennent les contraintes internes (vérifiées par lumière polarisée pour détecter les lignes de contrainte évidentes), la précision dimensionnelle (telle que le contrôle des tolérances pour le diamètre extérieur, l'épaisseur de la paroi et la longueur), la qualité de la surface (rugosité, présence de défauts, etc.), les propriétés mécaniques (résistance, dureté, etc.) et la propreté (paroi intérieure exempte d'impuretés et de bulles).