Феноменът на образуването на мехури
Съоръжение за полупроводници управлява PTFE нагревателни плочи във вакуум-подпомогната сушилна камера, променяйки от атмосферно налягане до 10⁻² тора на всеки 4-6 часа. След 8-10 месеца на повърхността на PTFE се появяват мехури с кръгли зони с диаметър 2-5 mm, които в крайна сметка се разкъсват, излагайки нагревателния елемент. Цикълът на вакуума кара газа, уловен в микроскопични кухини, да се разширява по-бързо, отколкото може да дифундира през полимера.
Механизмът за разширяване на газа
PTFE съдържа микроскопични кухини, които улавят газ по време на производството. Когато налягането в камерата спадне бързо, уловеният газ се разширява, създавайки локализирано налягане, което раздалечава PTFE слоевете. Мехурите се появяват по цялата повърхност на плочата, а не се концентрират по краищата. Образуването на мехури е мигновено-газът се разширява по-бързо, отколкото PTFE може да поеме.
| Скорост на декомпресия | Размер на блистера | Плътност на блистера | Въздействие на експлоатационния живот |
|---|---|---|---|
| Slow (>10 минути за прахосмукачка) | Няма | Няма | 5+ години |
| Умерено (2-5 минути) | 1-3 мм | Разпръснати | 3-4 години |
| Бързо (30-60 секунди) | 2-5 мм | Многобройни | 1,5-2,5 години |
| Много бързо (<30 seconds) | 3-8 мм | Обширен | 1-1,5 години |
| Моментално (проветряване) | 5-10 мм | Тежка, разкъсваща | <1 year |
Защо някои плочи стават мехури, а други не
Плътността и обработката на PTFE влияят върху съдържанието на празнини. PTFE с по-висока{1}}плътност (2,18-2,20 g/cm³) има по-малко кухини, което намалява уловения газ. Съоръжение, използващо плочи с висока-плътност, има 80% по-малко блистери от плочи със стандартна-плътност. Компресионно формованите плочи обикновено образуват мехури по-малко от изостатично формованите плочи при работа във вакуум. Формованите с висока{11}}компресия-плочи показват нива на образуване на мехури под 10%, в сравнение с изостатично формовани пластини със стандартна плътност с проценти над 60%.
Стратегии за превенция, които действително работят
Контролираната декомпресия е най-ефективният метод за превенция. Постепенното намаляване на налягането в камерата за 5-10 минути вместо 30-60 секунди позволява на уловения газ да дифундира навън. Едно съоръжение, прилагащо този протокол, намали образуването на мехури с 90%. Вакуумно предварително{10}}кондициониране-излагане на нови плочи на 10⁻² тора за 24 часа преди инсталирането – премахва 70-80% от уловения газ. Покритието PFA създава газонепропусклива бариера, която елиминира напълно образуването на мехури по повърхността, като покритите плочи не показват мехури след 24 месеца експлоатация.
Когато образуването на мехури показва по-дълбоки проблеми
Повърхностните мехури често показват порьозност в целия материал. Плочите, които образуват мехури в рамките на 6 месеца, постоянно показват съдържание на вътрешни кухини, което в крайна сметка причинява неуспех от сливане на кухини на 12-18 месеца. Повърхностните мехури не могат да бъдат поправени ефективно. Отрязването на мехури и пълненето с PTFE паста се проваля в рамките на седмици. Единственото надеждно решение е подмяната с плоча, предназначена специално за вакуумно обслужване.
Протокол за изпълнение
For new vacuum service, specify high-density PTFE (>2,18 g/cm³) с предварително-кондициониране под вакуум. 15-25% премия за разходите удължава експлоатационния живот 2-3 пъти. За съществуваща услуга внедрете незабавно контролирана декомпресия-безплатна е и значително намалява образуването на мехури. Критичните вакуумни процеси оправдават PFA-покрити плочи с висока-плътност, които напълно елиминират образуването на мехури. Протоколът за предварителна вакуумна подготовка: поставете плочите в камерата, евакуирайте до 10⁻² тора за 10 минути, задръжте за 24 часа, вентилирайте бавно за 10 минути, след това инсталирайте. Това добавя един ден към инсталирането, но удължава експлоатационния живот с 2-3 години при типично вакуумно обслужване. Съоръженията, проследяващи моделите на образуване на мехури, последователно съобщават, че тази комбинация от материал с висока плътност, предварителна подготовка и контролирана декомпресия елиминира образуването на мехури във всички вакуумни приложения, с изключение на най-екстремните. За стандартно вакуумно изсушаване на полупроводници този подход се е доказал като надежден в множество инсталации с експлоатационен живот над 5 години.
