Об’єкт виготовлення напівпровідників, який потребував заміни несправного занурювального нагрівача PTFE у компактній камері мокрого стенда. Доступний простір являв собою проріз шириною 150 мм вздовж стінки резервуара, глибиною 400 мм з фланцевим отвором 100 мм. Потрібна потужність 2,5 кВт. Стандартні обігрівачі з каталогу були або занадто широкими, або занадто довгими, або занадто високою щільністю ват для простору. Об’єкту потрібен був спеціальний нагрівач, який відповідав би слоту та працював із безпечною потужністю в ватах.
Специфікація занурювального нагрівача PTFE для компактної вологої стендової камери вимагає іншого підходу, ніж визначення для великого резервуара для покриття. Обмеження простору жорсткіші, хімія часто більш агресивна, а вимоги до рівномірності температури більш вимогливі. Специфікація повинна збалансувати щільність ват, площу поверхні та фізичну відповідність у дуже маленькому конверті.
Аналіз просторових обмежень
Першим кроком є точне відображення доступного простору. У камері мокрого стенду простір нагрівача часто визначається стінкою резервуара з одного боку, траєкторією для носія пластин з іншого та дном резервуара знизу. Доступний об’єм може бути неправильної форми, який стандартний нагрівач не може заповнити.
Ключовими розмірами є максимальна ширина, максимальна глибина, максимальна висота та відстань до рухомих частин. Фланцевий отвір визначає максимальний діаметр нагрівача, який можна вставити. Глибина занурення визначає корисну довжину нагрівання.
| Розмір | Типове обмеження | Вплив на конструкцію обігрівача |
|---|---|---|
| Доступна ширина | 100–200 мм | Обмежує ширину обігрівача |
| Доступна глибина | 300–500 мм | Обмежує довжину з підігрівом |
| Фланцевий отвір | 80–150 мм | Обмежує введення нагрівача |
| Глибина занурення | 200–400 мм | Обмежує довжину з підігрівом |
| Допуск до перевізника | 50–100 мм | Обмежує випинання |
Обмеження простору в компактних мокрих стендових камерах
Розрахунок щільності та площі поверхні
Навантаження 2,5 кВт при безпечній щільності ват 1,0 Вт/см² вимагає 2500 см² площі поверхні оболонки. У камері з обмеженим простором-для досягнення такої площі поверхні потрібна компактна L-- або U--подібна конфігурація.
Обігрівач L--подібної форми з вертикальним перерізом 250 мм і горизонтальним 350 мм забезпечує 600 мм довжини обігріву. При діаметрі оболонки 50 мм це забезпечує приблизно 942 см² площі поверхні-менше половини необхідної. Потрібна багато{9}}конфігурація з додатковими проходами.
| Конфігурація нагрівача | Довжина з підігрівом | Площа поверхні 32 мм | Площа поверхні 50 мм | Встановлюється в слот 150 мм |
|---|---|---|---|---|
| Пряма, 250 мм | 250 мм | 250 см² | 393 см² | Так, але недостатня площа |
| L-форми, 250 + 350 мм | 600 мм | 600 см² | 942 см² | так |
| U-подібна, 250 + 200 + 250 мм | 700 мм | 700 см² | 1100 см² | так |
| Багато-прохідний, 4 × 250 мм | 1000 мм | 1000 см² | 1571 см² | так |
| Багатопрохідний, 7 × 250 мм | 1750 мм | 1750 см² | 2749 см² | Щільне прилягання |
Конфігурації обігрівача для роботи 2,5 кВт при 1,0 Вт/см² у компактній камері
Встановлення нагрівача в гніздо
Нагрівач повинен проходити крізь отвір фланця в вільний отвір. Утеплювач шириною 350 мм не пролізе через фланцевий отвір 100 мм. Рішення полягає в тому, щоб розташувати нагрівач вертикально, щоб його ширина співпадала з глибиною щілини, а товщина – з отвором фланця.
Багатопрохідний нагрівач із довжиною нагріву 250 мм, шириною 350 мм і діаметром пучка 50 мм можна вставити через фланцевий отвір 100 мм, якщо діаметр пучка 50 мм вирівняно з отвором. Потрапивши в резервуар, нагрівач повертається в положення.
Рівномірність потоку та температури у вузьких просторах
У компактній камері потік навколо нагрівача часто обмежений сусідньою стінкою резервуара та носієм для пластин. Потік може бути нерівномірним, з високою швидкістю з одного боку і низькою з іншого. Це може створити гарячі точки на стороні низької-швидкості.
Перфорована перегородка або напрямна потоку можуть більш рівномірно розподілити потік навколо нагрівача. Перегородка повинна бути розроблена таким чином, щоб вона містилася в доступному просторі та направляла потік через щілини між проходами.
Матеріал і конструкція для обслуговування напівпровідників
Напівпровідникові інструменти часто потребують високо{0}}чистих матеріалів. Оболонка з ПТФЕ має бути чистим полімером без наповнювача з низьким вмістом екстрагованих речовин. Фланець має бути виготовлений із суцільного PTFE або нержавіючої сталі з покриттям PTFE-. Щоб запобігти забрудненню, корпус терміналу має бути герметичним і вентильованим.
Перед встановленням обігрівач необхідно очистити та пасивувати. Будь-які залишки виробничих масел або частинок можуть забруднити технологічну ванну.
Коли стандартний нагрівач не може підійти до камери
Стандартний нагрівач рідко підходить для компактної мокрої камери. Доступний простір занадто малий, форма занадто неправильна, а вимоги до чистоти занадто суворі. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE з багатопрохідною конструкцією, компактною площею та герметичним корпусом терміналів усуває основну причину обмеження простору. Процес специфікації вимагає розмірів доступного простору, отвору фланця, глибини занурення, хімічного складу ванни, необхідної потужності та вимог до чистоти. Для об’єктів із компактними камерами цей-спеціальний підхід забезпечує необхідну площу поверхні в межах доступного простору.
