מדוע פלואורופולימרים חשובים בייצור מוליכים למחצה
ייצור מוליכים למחצה הוא אחת הסביבות התובעניות ביותר בייצור תעשייתי. כימיקלי התהליך כוללים חומצה הידרופלואורית, חומצה גופרתית, מי חמצן ומים מיוניזציה-על-טהורים — כולם תוקפים פולימרים קונבנציונליים. הכבלים והצנרת המנתבים נוזלים ונושאים אותות דרך ציוד המפעל חייבים לא רק לשרוד, אלא גם לא להכניס שום זיהום. פלואורופולימרים הם סוג החומר הדומיננטי בסביבה זו מסיבה טובה.
עמידות כימית במפעל
כימיית תהליך הריטוב של מוליכים למחצה היא מהאגרסיביות ביותר בכל תעשייה. HF (חומצה הידרופלואורית) מחרטת תחמוצת סיליקון ותוקפת רוב המתכות והפולימרים. SPM (תערובת חומצה גופרתית / מי חמצן) מחמצנת חומרים אורגניים. אמבטיות ניקוי SC1 ו-SC2 משתמשות ב-NH4OH, H2O2 ו-HCl. PTFE ו-PFA הם בעצם אינרטיים לכל אלה — הקשר C-F הוא הקשר החזק ביותר בכימיה אורגנית, ופלואורופולימרים אינם מכילים קבוצות כימיות אחרות שריאגנטים אלה יכולים לתקוף. ניילון, פוליאתילן, פוליפרופילן ואפילו פולימרים הנדסיים כמו PEEK מותקפים על ידי אחד או יותר מצירופי כימיית מפעל סטנדרטיים. פלואורופולימרים הם הבחירה המעשית היחידה למגע ישיר עם כימיה באזור התהליך הרטוב.
חומרים מסיסים וזיהום
חומרים מסיסים הם תרכובות עקבות הנמסות מחומר לתוך הנוזל שהוא בא במגע איתו. במפעלי מוליכים למחצה, אפילו רמות זיהום יוני של תת-ppb בכימיקלי התהליך גורמות לסטיית מתח סף, הפחתת חיי נשא ואובדן תפוקה במכשירים מוגמרים. ל-PFA פרופיל החומרים המסיסים הנמוך ביותר מהפלואורופולימרים הניתנים לעיבוד מותך — צנרת PFA מיוצרת כראוי תורמת כמויות זניחות של נתרן, אשלגן, ברזל וחומרים אורגניים מסיסים לזרם הנוזל. PFA החוסם הגבוה של Junkosha מנוסח במיוחד להפחתת חומרים מסיסים מתחת לדרגות PFA מסחריות סטנדרטיות, התומכת בדרישות הסמכה של סביבות מפעל 300 מ"מ. חבילות נתוני חומרים מסיסים זמינות לתמיכה בהסמכת חומר.
שלמות לולאת מים אולטרה-טהורים (UPW)
מים אולטרה-טהורים המשמשים בשטיפת מוליכים למחצה חייבים לשמור על עמידות מעל 18.2 MΩ·ס"מ (מוליכות מתחת ל-0.055 µS/ס"מ ב-25°C) לאורך כל לולאת ההפצה. כל חדירה של CO2 אטמוספרי או חמצן דרך דופן הצנרת מפחיתה את העמידות ויכולה להשפיע על שלבי תהליך רגישים. לצנרת PFA קונבנציונלית מחדירות סופית לגזים אלה. צנרת PFA החוסמת הגבוהה של Junkosha משתמשת בתרכובת מנוסחת מחדש ובנייה מותאמת של דופן למזעור חדירת גז ושמירה על שלמות לולאת UPW לאורך ריצות הפצה ארוכות. למהנדסי מפעל המפרטים מערכות הפצת UPW חדשות, צנרת חוסמת מפחיתה את תדירות ההתחדשות של מטהרים ומאריכה את חלון השירות להסמכת כלי תהליך.
דרישות כבלים בחדר נקי
כבלים בחדרים נקיים של מוליכים למחצה לא יכולים לייצר חלקיקים דרך שחיקת מעטפת במהלך פעולה רגילה. כל חלקיק שנפלט מכבל ומשקע על משטח פרוסה הוא פגם פוטנציאלי. מעטפות כבל PVC ופוליאוריתן קונבנציונליות מייצרות חלקיקים דרך מחזורי כיפוף חוזרים — תכונה מקובלת בסביבות תעשייתיות אך בלתי מקובלת בסביבות ISO Class 5 ו-Class 3. EHF-04 של Junkosha (כבל מוליכים למחצה בעל יצירת חלקיקים נמוכה) מתייחס לכך עם מעטפת מרוכבת PTFE נקבובי המייצרת פחות חלקיקים בסדרי גודל בהשוואה לחומרי מעטפת כבל קונבנציונליים. בנייה עצמית-נושאת מבטלת מסילות מנחה שהן עצמן מקורות חלקיקים במערכות העברה רובוטיות.
מערכות כבלי מטפלי פרוסות
רובוטי העברה אטמוספריים מעבירים פרוסות בין כלי תהליך אלפי פעמים ביום. הכבלים העוקבים אחרי זרועות רובוטיות אלה מתכופפים ברציפות — בפעולת מפעל 24/7, מפרק כבל רובוטי יחיד עשוי לצבור עשרות מיליוני מחזורי כיפוף לאורך חיי השירות שלו. כבלים קונבנציונליים נכשלים דרך עייפות מוליך, סדיקת מעטפת ויצירת חלקיקים הרבה לפני ספירת מחזורים זו. כבלי EHF לאוטומציה של מוליכים למחצה של Junkosha מתוכננים ל-27 מיליון+ מחזורי כיפוף ללא כשל מעטפת ויצירת חלקיקים בגבולות חדר נקי. העיצוב העצמי-נושא מבטל חומרה מנחה, מסיר מצב כשל מכני ומקור חלקיקים בו-זמנית. כבלי EHF זמינים להערכה דרך קוטו אלקטרוניקה.
מדריך בחירת חומר
PTFE: לשימוש במגע ישיר עם HF, טמפרטורה קיצונית ויישומי רפדות סגנון-צנתר. לא ניתן לעיבוד מותך; בנייה מסותתת מגבילה דפנות דקות ואחידות. PFA: מועדף להפצת UPW, אספקת כימיקלים בטוהר גבוה ויישומים הדורשים שקיפות; חומרים מסיסים נמוכים ביותר. FEP: לשימוש שבו שקיפות אופטית בשילוב קלפות נדרשת — כיווץ-חום צנתר, ניטור תהליך חזותי; חומרים מסיסים גבוהים מעט מ-PFA. ePTFE מרוכב (מעטפות כבל): יצירת חלקיקים נמוכה, מבנה עצמי-נושא, יציבות ממדית תחת כיפוף — מתאים לכבלי אוטומציה בחדר נקי, חיווט זרוע רובוטית ומערכות מטפלי פרוסות שבהן בקרת זיהום היא עיקרון עליון.