Gwair Di-staen ar gyfer Systemau Semiconductor & Pharma UPW: Sut mae Gorchwiban Arwyneb Micro yn Ymdrechu Arhywd y Cynnyrch

Gwair Di-staen ar gyfer Systemau Semiconductor & Pharma UPW: Sut mae Gorchwiban Arwyneb Micro yn Ymdrechu Arhywd y Cynnyrch

Yn y brosesau gweithgynhyrchu han-fwythedd a'r brosesau fferymiadol, mae Dŵr Uchel Pur (UPW) yn hanfodol i gynhyrchu. Gall lygredd yn lefelau rhan-zeg (ppb) neu hyd yn oed rhan-zil (ppt) ddinistrio cynhyrchiant. Er bod prosesau trin dŵr yn hanfodol, mae'r deunyddiau sy'n cludo'r UPW - fel arfer o steel anwedd - yn chwarae rôl hefyd. Mae'r gornemwnt arwyneb y microsgop ar gyfer cydrannau o steel anwedd yn penderfynu ar risg lygredd, ffurfio biofilm, a olynion y cynnyrch. Dyma ddadansoddiad manwl o pam mae gornemwnt arwyneb yn bwysig a sut i'w hydrefnu.

? 1. Pam mae Gornemwnt Arwyneb yn Hanfodol mewn Systemau UPW

Mae'n rhaid i'r UPW fodloni safonau puraeth eithriadol:

• Semiconductors : Cynhwysedd ≥18.2 MΩ·cm, carbon organig cyfans (TOC) <1 ppb.

• Fferymiol : Cydymffurfio â chanllawiau USP <643> a EP <2.2.29>.

Mae arwynebau anferth yn creu:

• Safleoedd gosodol bacteri : Hyd yn oed perffaithion nano-sgop yn cynnwys biofilmiau.

• Gollyngiad gronynnau : Hollt geiniau micro, gan gyflwyno sianyddion metellog.

• Dechrau corrosion : Mae anogaeth yn cyflymu corrosion crwm, yn rhyddhau ionau (Fe, Cr, Ni).

? 2. Mesur Gorffen Arwyneb: Ra vs. Rmax

• Ra (Cyfartaledd Aritmetig Anogaeth) : Y fesur mwyaf cyffredin, ond digonol dros UPW. Gall Ra ≤0.5 µm dal gosod "meithiau a dyffrynnoedd".

• Rmax (Uchder Mwyaf o Ben i Waelod) : Hanfodol ar gyfer systemau UPW. Gan nodi Rmax ≤0.5 µm yn sicrhau dim oniadau eithafol.

• Gorffen Electropolished : Y safon aur. Mae'n lefelu pen nodweddion micro, yn hybu ffurfio'r haen basset, ac yn lleihau arwyneb effeithiol.

⚙️ 3. Sut mae Gorffen Arwyneb yn Ditectu Sgwarneiddio

A. Bactriga Colonization

• Mae arwynebau cas (Ra >0.8 µm) yn darparu bygythgarthi amddiffad cenediadau bactrigol fel Pseudomonas neu Ralstonia , sy'n lwyfediga yn y UPW.

• Canlyniad : Mae biofilms yn colli celloedd a thanodau yn y dŵr, gan greu peryglau o ddiffygion cwareli neu sgwarneiddio meddyginiaethau sy'n cael eu hychwanegu.

B. Cynhyrchu Rhannau

• Mae arwynebau anbolished yn colli rhannau yn ystod tywyllgarwch llif.

• Yn y semiconductors, mae'r rhannau hyn yn achosi carregi cwareli neu ddiffygion photolithography.

C. Lliostrio Iwnau Metelol

• Mae crevigsion microsgopig yn dal dŵr, gan arwain at gorrosion leol a lliostrio iwnau (e.g., Fe³⁺, Cr⁶⁺).

• Effaith : Mae iwnau metel yn cynhyrchu gweithrediadau anhawdd mewn fferymonau neu'n lleihau argynion dielectrig mewn sips.

?️ 4. Cyrraedd y Gorffen Perffaith: Polio Mecanyddol vs. Elebolymeriad

Polio Mecanyddol

• Proses : Gritio dilynol gyda bylchau abrasif (e.g., 80 i 600 grit).

• Cyfyngiad : Mae'n llwychro arwyneb y metel, gan ymyri oxides a chreu safleoedd "plucking" ar gyfer rhanau sydd i ddod yn y dyfodol.

• Uchafswm y Gellir Cyrraedd : Ra ≈0.3 µm (da, ond nid o ddigon da ar gyfer UPW).

Polis electroglynnol

• Proses : Mae dadffrydio anodig mewn bath asid (e.e., asid fosforig-sulforig) yn tynnu tua 20–40 µm o'r wyneb.

• Manteision :

  • Lleiha' r Ra i ≤0.15 µm a'r Rmax i ≤0.5 µm.

  • Mae'n seglra'r wyneb â haen unffurf o ocside chromiwm trwm.

  • Mae'n dileu sylwadau a micro-cracks wedi'u hadfer.

• Mae'n rhaid dilyn Safonau : Dilynwch ASTM B912 am wasgarwch a SEMI F19 am bolis electroglynnol.

✅ 5. Detholiad Deunydd: Y Tu Hwnt i 316L

Er bod 316L yn safon, ystyriwch:

• Amrywiaethau Is-Garbon : 316L â <0.02% C yn atal sensitifedd yn ystod laswellu.

• Gradd Electropolishing (EP) : Mae masnachau'n cyflenwi 316L-EP â rheoliad gwell cynhwysion (e.g., sulfur <0.001%).

• Cynwysion Amgen : Ar gyfer aplicaethau eithafol, cynwysion 904L neu 6% Mo (e.g., 254 SMO) yn cynnig ymdrech gwell yn erbyn corrosion.

? 6. Dilysu a Phrofi

Profilometry Wyneb

• Defnyddiwch gyntact (ystlum) neu ddim cyntact (laser) i wirio Ra/Rmax.

Profi Ferroxyl

• Mae'n canfod sylfaen dur rhad ac am ddim yn broblem gyffredin ar ôl polio mecanyddol.

Prawf Dŵr

• Monitro TOC, endotoksiniau a chyfrif rhannau yn y dŵr sy'n gadael.

• Meini Prawf Derbyn : ≤5 rhannau/mL (ar gyfer maint ≥0.1 µm) a thapwch endotoksiniau <0.001 EU/mL.

? 7. Cynnal a Chadw: Cadw Arwynebau'n Rhewi

• Pasifiaeth : Passiwadu asid nitrig neu sitrig o gyfnod i gyfnod yn ôl ASTM A967 i adfer y haen chromiwm.

• Glanhau Cemegol : Esgemwch glanhaduron sydd â chloreidion. Defnyddiwch ôzon neu hidrogen peroksid ar gyfer biofilmiau.

• Archwil : Gwiriadau rheolaidd gyda borescop ar dŵrllenni a thanciau ar gyfer ffurfio rhouge (haen ocsid haearn).

? 8. Astudiaeth Achos: Uwchraddio Gorchwyl Arwyneb yn Codwy Yield

• Problem : Roedd gweithdy semiconductors yn profi diffygion gronynnau cyson ar waferau 7nm.

• Ail-achos : Roedd pibellau DWU â Ra ≈0.6 µm (polynedig mecanegol) yn colli gronynnau yn ystod amseroedd taro.

• DATRYSIAD : Disodlid â 316L-EP (Ra ≤0.15 µm) wedi ei leoliw polynedig.

• Canlyniad : Gostyngodd nifer y gronynnau 70%, a chynhyrchiant y waferau gynnes 5%.

? 9. Barometrau Allweddol ar gyfer Cydrannau DWU

✅ 10. Cwyn: Buddsoddi yn y Gornel, Amddiffyn Ystlum

Mewn systemau UPW, mae'r gwahaniaeth rhwng ystlum uchel a methiant catostroffig yn gorwedd yn y topograffeg arwynebol ficro-sgâl. Nid yw electropolishing yn arian a gollwch chi—mae'n polisi yswiriad. Trwy bennu gorweddau isel-Ra/Rmax, cadarnhau â phromedrig a chadw protocolion lân iawn, rydych chi'n sicrhau bod eich seilwaith o ddur gwyllt yn cefnogi—nid yn sabotaidd—eich nodau cynhyrchu.

Rhagor o Gyfleus : Pan roedde'n prynu cydrannau, galwch am adroddiadau profion wedi'u tystio ar gyfer carwedd arwyneb a gorfodh electropolishing gan ddarparwyr a gynhelir yn ôl safonau SEMI F19.