การออกแบบแผ่นเซรามิกอลูมินาแบบหลายรู: เส้นผ่านศูนย์กลางของรู, ระยะห่างระหว่างรู, ความเรียบ และการตรวจสอบ - บริษัท เซี่ยงไฮ้ ซินเคอฮุ่ย นิว แมททีเรียลส์ จำกัด.

แผ่นเซรามิกอลูมินาที่มีรูหลายรูถูกใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ระบบกระจายก๊าซ อุปกรณ์สุญญากาศ ชุดฉนวนไฟฟ้า โครงยึดตัวกรอง ชิ้นส่วนเตาเผา และเครื่องจักรอุตสาหกรรมความแม่นยำสูง.

แม้โครงสร้างพื้นฐานอาจดูเรียบง่าย แต่การผลิตหลุมหลายร้อยหรือหลายพันหลุมที่จัดวางตำแหน่งอย่างแม่นยำบนแผ่นเซรามิก จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างละเอียดเกี่ยวกับเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุม ระยะห่างระหว่างหลุม ตำแหน่งที่แท้จริง ความหนาของแผ่น ความเรียบ และคุณภาพของขอบ.

ความเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเส้นผ่านศูนย์กลางของรูสามารถส่งผลต่อการไหลของก๊าซหรือการลดลงของความดันได้ ความผิดพลาดในระยะพิทช์ที่สะสมอาจทำให้แผ่นไม่สามารถจัดตำแหน่งให้ตรงกับชิ้นส่วนอื่นได้ ส่วนความแปรปรวนของความเรียบที่มากเกินไปอาจก่อให้เกิดช่องว่างในการปิดผนึกหรือการรับแรงกลที่ไม่สม่ำเสมอ.

ดังนั้น เอกสารขอเสนอราคา (RFQ) ที่ครบถ้วนควรกำหนดทั้งข้อกำหนดของรูแต่ละรูและประสิทธิภาพโดยรวมของแผ่นเซรามิกที่ผลิตเสร็จแล้ว.

ทำไมจึงใช้อลูมินาในการผลิตแผ่นที่มีหลายรู

อะลูมินา (Alumina) หรือ Al₂O₃ เป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกขั้นสูงที่ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุด โดยมันมีคุณสมบัติที่ผสมผสานกันอย่างเป็นประโยชน์ ได้แก่:

ฉนวนไฟฟ้า
ความแข็งสูง
ความต้านทานการสึกหรอ
ความแข็งแรงเชิงกล
ความเสถียรในอุณหภูมิสูง
ความต้านทานการกัดกร่อน
ความเสถียรทางมิติ
มีจำหน่ายในหลายระดับความบริสุทธิ์
ความเข้ากันได้กับการเจียรแบบแม่นยำและการประมวลผลด้วยเลเซอร์

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้อลูมินาเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ใช้ในสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้า ความร้อน สูญญากาศ และเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความต้องการสูง คุณสมบัติของเซรามิกอลูมินาและความแม่นยำในการกลึงที่สามารถทำได้ ขึ้นอยู่กับระดับคุณภาพ รูปทรง และกระบวนการผลิต. ข้อมูลเกี่ยวกับวัสดุอลูมินาของ Kyocera

ระดับความบริสุทธิ์ที่มักถูกกล่าวถึงสำหรับชิ้นส่วนอุตสาหกรรมและชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่:

อลูมินา 95%
อลูมินา 96%
อลูมินา 99%
อลูมินา 99.5%
99.8% หรืออลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า

ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความโดยอัตโนมัติว่านั่นคือตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับทุกการใช้งาน การเลือกวัสดุยังต้องพิจารณาถึงแรงกล คุณสมบัติไดอิเล็กทริก การสัมผัสกับสารเคมี อุณหภูมิ ความเรียบของพื้นผิว และค่าใช้จ่ายด้วย.

การใช้งานทั่วไป

แผ่นอลูมินาหลายรูที่ผลิตตามสั่งสามารถใช้ได้ในฐานะ:

แผ่นกระจายก๊าซสำหรับเซมิคอนดักเตอร์
แผ่นรองอาบน้ำเซรามิก
แผ่นกระจายสุญญากาศ
แผ่นฉนวนไฟฟ้า
แผ่นรองรับเซรามิก
อุปกรณ์ติดตั้งในเตาอุณหภูมิสูง
ชิ้นส่วนสนับสนุนระบบกรอง
แผ่นปรับทิศทางกระแส
แผ่นติดตั้งเซ็นเซอร์
ส่วนประกอบของอุปกรณ์พลาสมา
อุปกรณ์สำหรับกระบวนการทางเคมี
แผ่นปรับแนวความแม่นยำ
แผ่นฉนวนหลายขา
ส่วนประกอบของอุปกรณ์การประมวลผลเวเฟอร์

แอปพลิเคชันนี้จะกำหนดว่าคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดคือความสม่ำเสมอของกระแส การฉนวนไฟฟ้า ความตรงตามขนาด ประสิทธิภาพของระบบสุญญากาศ ความแข็งแรงทางกล หรือความสะอาด.

ข้อมูลจำเพาะสำคัญที่ควรระบุในแบบวาด

ข้อกำหนด	ข้อมูลเพื่อกำหนด
วัสดุ	ระดับและความบริสุทธิ์ของอลูมินา
ขนาดแผ่น	ความยาว ความกว้าง หรือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอก
ความหนาของแผ่น	ความหนาตามค่าชื่อและค่าความคลาดเคลื่อน
เส้นผ่านศูนย์กลางของรู	เส้นผ่านศูนย์กลางตามชื่อเรียกและค่าความคลาดเคลื่อน
จำนวนรู	จำนวนรูทั้งหมด
ระยะห่างระหว่างรู	ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลาง
รูปแบบรู	แบบสี่เหลี่ยม, แบบสลับ, แบบรัศมี หรือแบบกำหนดเอง
ตำแหน่งรู	ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งจริงเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิง
รูปทรงของรู	ตรง, ค่อยๆ แคบลง, มีขั้น หรือมีร่องลึก
ระยะห่างจากขอบ	จากจุดกลางรูถึงขอบแผ่น
พื้นที่เปิด	พื้นที่รวมของรูเมื่อเทียบกับพื้นที่ของแผ่นที่ใช้งานได้
ความเรียบ	ข้อกำหนดเกี่ยวกับความเรียบของพื้นผิวทั้งหมดหรือเฉพาะส่วน
การทำงานแบบขนาน	ความสัมพันธ์ระหว่างหน้าด้านหน้าและหน้าด้านหลัง
ผิวสำเร็จ	ผิวขัดหยาบ ผิวจัดแต่ง หรือผิวขัดเงา
คุณภาพของขอบรู	มุมตัด, รัศมี และพื้นที่สำหรับเศษโลหะ
ความสะอาด	ข้อกำหนดเกี่ยวกับการทำความสะอาดและการบรรจุหีบห่อ
การตรวจสอบ	การทดสอบมิติ การทดสอบทางสายตา การทดสอบความเรียบ และการทดสอบการไหล

1. กำหนดหน้าที่ของรู

ก่อนที่จะเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรู ให้กำหนดก่อนว่ารูเหล่านั้นมีหน้าที่อะไร.

อาจถูกออกแบบมาเพื่อ:

แจกจ่ายก๊าซกระบวนการ
สร้างการลดความดันที่ควบคุมได้
สร้างพื้นที่เก็บรักษาแบบสุญญากาศ
นำหมุดโลหะหรืออิเล็กโทรด
จัดให้มีระบบแยกทางไฟฟ้า
ลดน้ำหนักของชิ้นส่วน
ให้สารเคมีไหลออก
รองรับชั้นกรอง
จัดให้ส่วนประกอบอื่นให้ตรงกัน
ควบคุมอุณหภูมิหรือการไหลของอากาศ

รูปแบบรูที่ระบุไว้แบบเดียวกันอาจให้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่น ความหยาบของผนังรู รูปทรงของทางเข้า ความดัน ประเภทก๊าซ และออกแบบห้องด้านท้าย.

สำหรับการใช้งานกับก๊าซหรือระบบสุญญากาศ แบบวาดควรได้รับการสนับสนุนด้วยข้อมูลกระบวนการ แทนที่จะเป็นเพียงขนาดทางกลเท่านั้น.

2. เลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรู

เส้นผ่านศูนย์กลางของรูมีผลต่ออัตราการไหล ความแข็งแรง วิธีการผลิต และความยากในการตรวจสอบ.

เอกสารขอเสนอราคา (RFQ) ต้องกำหนดไว้ว่า:

เส้นผ่านศูนย์กลางรูตามค่าที่ระบุ
ความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลาง
สภาพรูผ่านหรือรูปิด
ความลึกของรู
ความเรียวสูงสุดที่อนุญาต
รูปทรงทางเข้าและทางออก
การตกแต่งพื้นผิวผนังแบบมีรู
ความกลมหรือความทรงกระบอก ตามที่จำเป็น
ความถี่ในการตรวจสอบ

รูเล็ก ๆ

รูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กอาจจำเป็นต้องใช้การเจาะด้วยเลเซอร์ เครื่องมือเพชรเฉพาะทาง การกลึงด้วยคลื่นอัลตราโซนิก หรือการขึ้นรูปก่อนการเผาผนึก.

Kyocera ระบุว่า การประมวลผลด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูงสามารถนำไปใช้กับวัสดุเซรามิกต่าง ๆ ได้โดยใช้ข้อมูล CAD ซึ่งสามารถเป็นประโยชน์สำหรับการผลิตต้นแบบและชิ้นส่วนในปริมาณน้อย โดยไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์เฉพาะ. เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์เซรามิกของ Kyocera

อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำของเส้นผ่านศูนย์กลาง ความเรียว และคุณภาพของขอบ ขึ้นอยู่กับ:

ความหนาของแผ่น
เส้นผ่านศูนย์กลางของรู
อัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง
ความบริสุทธิ์ของอลูมินา
กระบวนการเลเซอร์หรือการกลึง
สภาพพื้นผิวที่จำเป็น
จำนวนรู
ค่าขีดจำกัดของชั้นที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนหรือชั้นที่หล่อใหม่

รูใหญ่

รูที่มีขนาดใหญ่กว่ามักตรวจสอบได้ง่ายกว่า แต่การจัดวางรูที่หนาแน่นอาจทำให้ความแข็งแรงทางกลของแผ่นลดลง.

การออกแบบควรมีวัสดุเซรามิกเพียงพอระหว่างรูที่อยู่ติดกัน และระหว่างรูกับขอบแผ่น.

ไม่มีค่าขั้นต่ำของสายยึดที่นำไปใช้ได้กับทุกแบบการออกแบบ ระยะห่างที่จำเป็นขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของรู ความหนาของแผ่น วิธีรับแรง ระดับคุณภาพของวัสดุ และกระบวนการผลิต.

3. กำหนดระยะห่างระหว่างรูให้ถูกต้อง

ระยะห่างระหว่างหลุม คือระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของหลุมหนึ่งถึงจุดศูนย์กลางของหลุมถัดไป.

สามารถกำหนดได้ใน:

ทิศทาง X และ Y
ทิศทางรัศมี
ทิศทางตามแนวรอบวง
แถวที่จัดเรียงแบบสลับ
วงกลมที่อยู่ในวงกลมเดียวกัน
ตารางพิกัด
ข้อมูลแบบ CAD หรือแบบจำลอง 3D

รูปแบบของรูไม่ควรถูกกำหนดโดยขนาดระยะห่างระหว่างรูแต่ละรูเท่านั้น ความแตกต่างเล็กน้อยในระยะห่างระหว่างรูอาจสะสมตัวขึ้นเมื่อใช้กับแผ่นที่มีขนาดใหญ่.

การวาดภาพควรพิจารณาดังนี้:

ระยะห่างระหว่างหลุมแต่ละหลุม
ความสูงสะสมตามรูปแบบ
ตำแหน่งที่แท้จริงของทุกหลุม
ตำแหน่งของลายพิมพ์เมื่อเทียบกับขอบแผ่น
ตำแหน่งของลายพิมพ์เมื่อเทียบกับรูติดตั้ง
การหมุนของรูปแบบ
ระบบอ้างอิงจุดอ้างอิง

ใช้ตำแหน่งจริงสำหรับรูปแบบที่ซับซ้อน

สำหรับแผ่นที่มีรูจำนวนมาก การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของพิกัด ± แยกกันสำหรับแต่ละรู อาจทำให้การตีความแบบแปลนเป็นเรื่องยาก.

ข้อกำหนดเกี่ยวกับตำแหน่งจริง (true-position) ของ GD&T ที่สัมพันธ์กับจุดอ้างอิงการทำงาน (functional datums) สามารถช่วยให้ควบคุมรูปแบบทั้งหมดได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น.

ระบบข้อมูลแบบทั่วไปอาจใช้:

Datum A: หน้าติดตั้งหลัก
Datum B: เส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกหรือขอบด้านข้าง
Datum C: รูกำหนดตำแหน่ง, ขอบเรียบ หรือขอบรอง

หลังจากนั้น สามารถตรวจสอบรูปแบบรูได้โดยอ้างอิงจากจุดอ้างอิงเดียวกันที่ใช้ในการประกอบอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย.

4. เลือกรูปแบบรู

รูปแบบแผ่นหลายรูที่นิยมใช้กัน ได้แก่:

ลายสี่เหลี่ยม

รูถูกจัดเรียงเป็นแถวแนวนอนและแนวตั้งที่เรียงตัวกัน.

ข้อดี ได้แก่:

การกำหนดพิกัดอย่างง่าย
การตรวจสอบด้วยตาเปล่าอย่างง่ายดาย
โปรแกรมการกลึงที่เรียบง่าย
การจัดตำแหน่งที่สะดวกกับชิ้นส่วนรูปสี่เหลี่ยม

รูปแบบเรียงสลับหรือรูปสามเหลี่ยม

แต่ละแถวถูกเลื่อนตำแหน่งจากแถวข้างต้น.

ข้อดีอาจรวมถึง:

มีรูมากขึ้นภายในพื้นที่ที่ใช้งานได้
การกระจายตัวในพื้นที่ที่สม่ำเสมอมากขึ้น
ลักษณะการไหลที่แตกต่างกัน
ลดจำนวนเส้นทางของสารที่ต่อเนื่องและไม่ถูกขัดจังหวะ

ลายรัศมี

รูถูกจัดวางตามวงกลมที่มีศูนย์กลางเดียวกันหรือตามเส้นรัศมี.

แบบนี้น่าจะมีประโยชน์สำหรับ:

แผ่นกระจายก๊าซแบบวงกลม
อุปกรณ์หมุน
อุปกรณ์ยึดแบบสุญญากาศรูปวงกลม
ส่วนประกอบของเตาหรือห้องเผา

ลายแบ่งเขต

พื้นที่ต่าง ๆ ใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรู ระยะห่างระหว่างรู หรือความหนาแน่นที่แตกต่างกัน.

รูปแบบการจัดโซนอาจช่วยชดเชย:

ความแตกต่างของการไหลจากกลางสู่ขอบ
รูปทรงของห้อง
ความเปลี่ยนแปลงของความดันในท้องถิ่น
การกระจายตัวของอุณหภูมิ
เขตสุญญากาศต่าง ๆ

การออกแบบตามโซนจำเป็นต้องระบุกลุ่มรูแต่ละกลุ่มให้ชัดเจน เพื่อป้องกันความผิดพลาดในการผลิตหรือการตรวจสอบ.

5. คำนวณพื้นที่เปิด

พื้นที่เปิด คืออัตราส่วนระหว่างพื้นที่รวมของรูกับพื้นที่ใช้งานได้ของแผ่น.

สำหรับแผ่นที่มีรูวงกลมที่เหมือนกันทุกจุด:

พื้นที่เปิด (%) = [N × π × d² ÷ 4A] × 100

สถานที่:

N = จำนวนรู
d = เส้นผ่านศูนย์กลางของรู
A = พื้นที่แผ่นที่ใช้งานได้

พื้นที่เปิดมีประโยชน์ในการเปรียบเทียบการออกแบบรูปแบบรูต่าง ๆ แต่ไม่สามารถคาดการณ์ประสิทธิภาพการไหลได้อย่างครบถ้วน.

แผ่นสองแผ่นที่มีพื้นที่เปิดเท่ากันอาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน หากมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ที่แตกต่างกัน:

เส้นผ่านศูนย์กลางของรู
จำนวนรู
ความหนาของแผ่น
ความยาวของรู
รูเรียว
ความหยาบของผนังรู
รูปทรงของขอบทางเข้าและทางออก
ปริมาตรห้องส่วนต้น

สำหรับชิ้นส่วนที่การไหลเป็นปัจจัยสำคัญ อาจจำเป็นต้องทำการคำนวณ การจำลอง หรือการทดสอบการไหลของแบบต้นแบบ.

6. พิจารณาความหนาของแผ่นและอัตราส่วนระหว่างความกว้างกับความยาวของรู

ความหนาของแผ่นมีผลต่อความแข็ง ความเรียบ การผลิตรู และคุณสมบัติการไหล.

แผ่นที่หนากว่าอาจให้ประโยชน์ดังต่อไปนี้:

ความแข็งต่อการโค้งที่สูงขึ้น
ความทนทานต่อแรงกลที่ดีขึ้น
ความลึกของเกลียวหรือความลึกของร่องเจาะให้กว้างขึ้น
ความทนทานที่ดีขึ้นระหว่างการขนส่ง

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความหนา ก็ก่อให้เกิด:

หลุมที่ลึกกว่า
ความยากในการขุดเจาะที่เพิ่มขึ้น
ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นต่อการเกิดรูที่แคบลง
การตรวจสอบภายในที่ยากขึ้น
เวลาการกลึงเพิ่มขึ้น
การลดลงของความดันที่มากขึ้นในระบบการไหล
น้ำหนักของส่วนประกอบที่สูงขึ้น

ควรประเมินอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของรูตั้งแต่ขั้นตอนต้นของการออกแบบ.

การผลิตรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กบนแผ่นเหล็กหนาอาจยากกว่าการผลิตรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่บนแผ่นเหล็กบาง แม้ค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งรูจะเท่ากันก็ตาม.

7. การควบคุมความลาดเอียงของรูและรูปทรงทางเข้า

การเจาะเซรามิกและการประมวลผลด้วยเลเซอร์อาจก่อให้เกิดความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดเข้าและจุดออก.

ในแบบวาดต้องระบุให้ชัดเจนว่าช่องนั้นต้องเป็น:

ตรง
มีรูปทรงเรียวเล็กน้อย
รูปกรวย
ขั้น
เจาะรูให้ลึกกว่า
มีมุมตัด
มีมุมโค้ง

สำหรับแอปพลิเคชันที่มีอัตราการไหลสำคัญ ให้ระบุ:

เส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้า
เส้นผ่านศูนย์กลางทางออก
ความเรียวสูงสุด
ความยาวรูที่มีประสิทธิภาพ
มุมตัดหรือรัศมี
อนุญาตให้ทำมุมโค้ง

สำหรับการจัดแนวหรือการใช้งานระบบนำทางด้วยพิน อาจจำเป็นต้องมีรูทรงกระบอกที่มีขนาดแคบกว่า.

8. ป้องกันการแตกของขอบรู

อะลูมินาเป็นวัสดุที่แข็งและทนต่อการสึกหรอ แต่ขอบที่ถูกเจาะหรือขัดให้เรียบในขนาดเล็กอาจเกิดการแตกหักได้ระหว่างกระบวนการผลิต การทำความสะอาด หรือการขนส่ง.

ข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่:

ชิปที่ขอบทางเข้า
การหลุดแนวต้าน
รอยแตกแบบรัศมี
หลุมบนพื้นผิว
ความเสียหายที่ผนังบริเวณรู
การเชื่อมต่อรอยแตกระหว่างรูที่อยู่ใกล้กัน

ภาพวาดควรกำหนด:

ขนาดชิปสูงสุดที่อนุญาต
ด้านวิกฤตและด้านไม่วิกฤต
จำนวนชิปที่อนุญาต
ระดับการขยายในการตรวจสอบ
จำเป็นต้องทำมุมเอียงหรือไม่
ขอบที่ได้รับการซ่อมแซมหรือปรับแต่งใหม่สามารถยอมรับได้หรือไม่

คำกำหนดเช่น “ไม่เกิดการแตก” ควรได้รับการสนับสนุนด้วยขีดจำกัดการยอมรับที่สามารถวัดได้.

9. กำหนดความเรียบและความขนาน

ความเรียบเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้แผ่นนี้ในการปิดผนึก การกระจายสุญญากาศ การรองรับเวเฟอร์ หรือการติดตั้งแบบแม่นยำ.

ระดับความเรียบที่ต้องการควรระบุ:

พื้นที่ที่วัดได้
ความเรียบของพื้นผิวทั้งหมดหรือเฉพาะส่วน
เขตขอบที่ถูกยกเว้น
การวัดแบบอิสระหรือแบบถูกยึด
อุณหภูมิอ้างอิง
จุดตรวจสอบระหว่างการตรวจสอบ
วิธีการตรวจสอบที่จำเป็น

ชิ้นส่วนเซรามิกขั้นสูงสามารถบรรลุระดับความเรียบและความละเอียดของพื้นผิวที่สูงมากได้ แต่ผลลัพธ์ที่สามารถบรรลุได้นั้นขึ้นอยู่กับขนาดและความหนาของแผ่น รวมถึงสภาพการรองรับและกระบวนการผลิต. ความสามารถด้านเซรามิกสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของ CeramTec

ความเรียบกับความขนาน

การปรับความเรียบจะควบคุมพื้นผิวหนึ่งอย่างอิสระ.

ความขนานกันกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิวสองพื้นผิว.

แผ่นโลหะอาจผ่านเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของความหนา แต่ยังคงมีความแปรปรวนของความเรียบหรือความขนานที่มากเกินไป สำหรับการออกแบบที่มีความสำคัญสูง อาจจำเป็นต้องปฏิบัติตามทั้งสามข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

ค่าความคลาดเคลื่อนของความหนา
ความเรียบของพื้นผิว
การทำงานแบบขนานจากหน้าสู่หลัง

ความเรียบในสภาพถูกยึดเทียบกับสภาพอิสระ

แผ่นเซรามิกที่บางอาจมีพฤติกรรมต่างกันเมื่อวางไว้อย่างอิสระบนโต๊ะวัดผล และเมื่อถูกยึดด้วยสกรูเข้ากับอุปกรณ์.

หากชิ้นส่วนถูกติดตั้งด้วยสกรูหรือโครงสร้างกันน้ำ ให้ระบุว่าการรับมอบนั้นขึ้นอยู่กับ:

ความเรียบของรัฐอิสระ
ความเรียบภายใต้แรงจับที่กำหนด
ประสิทธิภาพการปิดผนึกหลังการติดตั้ง

10. เลือกข้อกำหนดเกี่ยวกับพื้นผิว

พื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังอาจมีรูปแบบดังต่อไปนี้:

ในสภาพหลังการเผาผนึก
พื้นผิว-พื้นดิน
บดละเอียด
ทับซ้อน
ขัดเงา

การเคลือบผิวที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน.

ฟังก์ชันพื้นผิว	ข้อกำหนดที่อาจมี
การติดตั้งทั่วไป	พื้นดิน
การปิดผนึกด้วยสุญญากาศ	บดละเอียดหรือขัดด้วยแผ่นขัด
จุดสัมผัสของเวเฟอร์	ความหยาบและความสะอาดที่ได้รับการควบคุม
ฉนวนไฟฟ้า	การตกแต่งผิวตามการใช้งาน
ระบบแจกจ่ายก๊าซ	พื้นผิวที่สะอาดพร้อมขอบรูที่ได้รับการควบคุม
การสัมผัสแบบเลื่อน	บดละเอียดหรือขัดให้เรียบ
การติดด้วยกาว	พื้นผิวที่เตรียมไว้สำหรับกระบวนการติด

อย่าระบุให้ทุกพื้นผิวมีผิวขัดเงา เว้นแต่จะจำเป็นทางด้านการใช้งาน การขัดเงาพื้นผิวขนาดใหญ่และพื้นที่รอบๆ รูหลายพันรูอาจทำให้ค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นอย่างมาก.

11. เลือกวิธีการผลิต

วิธีการผลิตที่อาจใช้ได้ ได้แก่:

รูที่เกิดขึ้นก่อนการเผาผนึก

อาจเกิดรูระหว่างกระบวนการหล่อหรือการกลึงชิ้นงานที่ยังไม่แห้งสนิท.

ข้อดีอาจรวมถึง:

ลดค่าใช้จ่ายในการกลึงหลังการเผาผนึก
เหมาะสำหรับปริมาณการผลิตที่สูงขึ้น
การผลิตแบบซ้ำอย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อจำกัดอาจรวมถึง:

ความแปรผันของการหดตัวจากการเผาผนึก
ค่าความคลาดเคลื่อนของมิติที่กว้างขึ้น
ความบิดเบี้ยวที่อาจเกิดขึ้น
ค่าใช้จ่ายในการผลิตแม่พิมพ์สำหรับแบบผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูป

การเจาะด้วยเลเซอร์

การประมวลผลด้วยเลเซอร์อาจเหมาะสำหรับ:

แผ่นเซรามิกบาง
รูเล็ก ๆ
รูปแบบที่ซับซ้อน
แบบต้นแบบ
การผลิตในปริมาณน้อยหรือปานกลาง

ควรตรวจสอบกระบวนการนี้ในด้านความเรียว คุณภาพขอบ ผลกระทบทางความร้อน และสภาพผนังรูที่ต้องการ.

การกลึงเพชร

เครื่องมือเพชรสามารถใช้เพื่อ:

รูที่ใหญ่กว่า
เส้นผ่านศูนย์กลางพื้น
รูเจาะขยาย
คุณสมบัติการติดตั้ง
ขนาดแผ่นความแม่นยำ

การประมวลผลแบบรวม

บางส่วนใช้การผสมผสานของ:

การกลึงแบบมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับรูปแบบรูหลัก
การเผาผนึก
การเจียรผิว
การกลึงความแม่นยำของรูสำคัญ
การขัดผิวหรือการขัดเงา
การทำความสะอาดและการตรวจสอบครั้งสุดท้าย

กระบวนการที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับปริมาณ จำนวนรู ค่าความคลาดเคลื่อน และรูปทรงของแผ่น.

12. การตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางและตำแหน่งของรู

แผนการตรวจสอบที่เหมาะสมอาจรวมถึง:

คุณสมบัติ	วิธีการตรวจสอบ
เส้นผ่านศูนย์กลางของรู	การวัดด้วยแสง ระบบการมองเห็น หรือเครื่องวัดพินแบบควบคุม
เส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้าและทางออก	การวัดด้วยแสงจากทั้งสองด้าน
ระยะห่างระหว่างรู	การวัดวิสัยทัศน์ หรือ CMM
ตำแหน่งที่แท้จริง	CMM หรือระบบการมองเห็นที่ได้รับการปรับเทียบ
รูเรียว	การตัดชั้นด้วยแสง, CT หรือเครื่องวัดเฉพาะทาง
ความหนาของแผ่น	ไมโครมิเตอร์, เครื่องวัดความสูง หรือ CMM
ความเรียบ	CMM, แผ่นเรียบแบบออปติคัล หรือวิธีการวัดแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก
การทำงานแบบขนาน	CMM หรือการวัดความสูงแบบแม่นยำ
ความหยาบผิว	เครื่องวัดโปรไฟล์แบบสัมผัสหรือแบบแสง
ชิป Edge	การใช้กล้องจุลทรรศน์หรือการตรวจสอบด้วยตาเปล่าอย่างควบคุม
การอุดตันภายใน	การทดสอบด้วยแสง การทดสอบด้วยกระแสอากาศ หรือการทดสอบด้วยแรงดัน
ความสะอาด	การทดสอบแบบภาพ, แบบอนุภาค หรือตามข้อกำหนดของลูกค้า

การสุ่มตัวอย่างเทียบกับการตรวจสอบตามมาตรฐาน 100%

สำหรับแผ่นที่มีรูหลายพันรู การวัดทุกมิติด้วยมืออาจไม่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติ.

ตัวเลือกการตรวจสอบ ได้แก่:

100% ระบบตรวจสอบด้วยภาพอัตโนมัติ
การเลือกตัวอย่างแบบตัวแทนตามเขต
การตรวจสอบชิ้นแรกอย่างครบถ้วน
การตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางจากทั้งสองด้าน
การควบคุมกระบวนการทางสถิติ
การทดสอบการไหลเต็มหรือการทดสอบความดัน

ในเอกสารขอเสนอราคา (RFQ) ต้องระบุระดับการตรวจสอบที่คาดการณ์ไว้ก่อนการเสนอราคา.

13. การทดสอบความไหลลื่นและการทำงาน

การตรวจสอบขนาดเพียงอย่างเดียวอาจไม่สามารถยืนยันได้ว่าระบบกระจายก๊าซหรือแผ่นสุญญากาศจะทำงานได้อย่างถูกต้อง.

การทดสอบการทำงานอาจรวมถึง:

การวัดปริมาณการไหลของอากาศรวม
การวัดการลดความดัน
การเปรียบเทียบอัตราการไหลต่อหลุม
การวัดอัตราการไหลตามเขต
การทดสอบการรั่วของระบบสุญญากาศ
การแสดงภาพการไหล
การทดสอบการปิดผนึก
การตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการทำความสะอาด
การทดสอบอุปกรณ์ที่ติดตั้งแล้ว

สำหรับระบบที่มีความสำคัญสูง อาจมีการทดสอบแผ่นต้นแบบก่อนที่จะอนุมัติการผลิตในปริมาณจำนวนมาก.

14. ความสะอาดและบรรจุภัณฑ์

การใช้งานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และระบบสุญญากาศอาจจำเป็นต้องมี:

อะลูมินาความบริสุทธิ์สูง
ของเหลวสำหรับการกลึงที่ได้รับการควบคุม
การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
การล้างด้วยน้ำที่ผ่านกระบวนการกำจัดไอออน
การอบแห้งในสภาพแวดล้อมที่สะอาด
การบรรจุในถุงสองชั้น
วัสดุที่เหมาะสำหรับห้องสะอาด
การระบุล็อต
บันทึกการตรวจสอบและทำความสะอาด

กระบวนการทำความสะอาดต้องสามารถกำจัดอนุภาคออกจากรูเล็กๆ ได้ แม้แผ่นโลหะจะดูสะอาดด้วยตาเปล่า แต่ภายในรูลึกอาจยังมีสารตกค้างติดอยู่.

บรรจุภัณฑ์ควรมีหน้าที่ป้องกัน:

ขอบแผ่น
ปากหลุม
พื้นผิวขัดเงา
ชิ้นตัดบาง
คุณสมบัติการติดตั้ง

รายการตรวจสอบคำขอเสนอราคา (RFQ) สำหรับแผ่นอลูมินาหลายรู

โปรดให้ข้อมูลดังต่อไปนี้:

ความบริสุทธิ์ของอลูมินา
ความยาว ความกว้าง หรือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกของแผ่น
ความหนาของแผ่น
เส้นผ่านศูนย์กลางของรู
ค่าความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางรู
จำนวนรูทั้งหมด
ระยะห่างระหว่างรู
รูปแบบรู
ค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งจริงของรู
การออกแบบรูผ่านหรือรูปิด
ความลาดเอียงสูงสุดของรู
ข้อกำหนดเกี่ยวกับทางเข้าและทางออกของหลุม
ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างขอบ
ข้อกำหนดเกี่ยวกับความเรียบ
ข้อกำหนดเกี่ยวกับความขนาน
ผิวสำเร็จ
ค่าเผื่อเศษที่ขอบรู
อุณหภูมิในการทำงาน
สภาพก๊าซ สภาพสุญญากาศ หรือสภาพทางเคมี
ข้อกำหนดเกี่ยวกับอัตราการไหลหรือความดัน
ข้อกำหนดเกี่ยวกับการทำความสะอาดและการบรรจุหีบห่อ
ข้อกำหนดเกี่ยวกับรายงานการตรวจสอบ
จำนวนต้นแบบ
ปริมาณการผลิตประจำปี

เมื่อรูปแบบรูมีความซับซ้อน ควรแนบแบบวาด 2D พร้อมด้วยแบบจำลอง 3D หรือไฟล์พิกัด.

ข้อผิดพลาดในการออกแบบที่พบบ่อย

ระบุเพียงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูและจำนวนรูเท่านั้น

ความเอียง ตำแหน่งที่ถูกต้อง ความเรียว คุณภาพของขอบ และความหนาของแผ่น อาจมีความสำคัญเท่ากัน.

การไม่คำนึงถึงข้อผิดพลาดของมุมเอียงที่สะสม

ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในตำแหน่งอาจสะสมตัวได้เมื่อมีกลุ่มรูขนาดใหญ่.

การทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของรูเล็กเกินไปเมื่อเทียบกับความหนาของแผ่น

อัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่สูงจะทำให้การแปรรูปและการตรวจสอบมีความยากลำบากมากขึ้น.

การเจาะรูใกล้ขอบเกินไป

วัสดุที่ขอบไม่เพียงพออาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกร้าวและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย.

การสับสนระหว่างความเรียบกับค่าความคลาดเคลื่อนของความหนา

แผ่นโลหะอาจตรงตามข้อกำหนดด้านความหนา แต่ยังคงไม่เหมาะสำหรับการปิดผนึก.

การใช้คำว่า “ไม่เกิดการแตก” โดยไม่มีขีดจำกัดที่วัดได้

กำหนดขนาดชิปสูงสุด ตำแหน่ง และระดับการขยายในการตรวจสอบ.

ต้องขัดให้ทุกพื้นผิวเป็นมันวาว

โดยทั่วไปแล้ว เฉพาะพื้นผิวที่สำคัญต่อการปิดผนึก การสัมผัส หรือความสะอาดเท่านั้น ที่จำเป็นต้องมีการขัดผิวให้ละเอียด.

การไม่ให้ความสำคัญกับการทดสอบการทำงาน

ประสิทธิภาพการกระจายการไหลไม่สามารถคาดการณ์ได้เสมอจากขนาดเพียงอย่างเดียว.

คำถามที่พบบ่อย

ความบริสุทธิ์ของอลูมินาควรเป็นเท่าใดสำหรับแผ่นหลายรูในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์?

การเลือกขึ้นอยู่กับขีดจำกัดการปนเปื้อน คุณสมบัติทางไฟฟ้า อุณหภูมิ การสัมผัสกับพลาสมาหรือสารเคมี และค่าใช้จ่าย โดยทั่วไปจะพิจารณาใช้อลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับงานที่มีความไวต่อการปนเปื้อนสูง.

รูสามารถมีขนาดเล็กได้เท่าใด?

เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของรูขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่น ระดับคุณภาพของอะลูมินา จำนวนรู ค่าความคลาดเคลื่อน และวิธีการผลิต รูที่มีขนาดเล็กหรือลึกจำเป็นต้องมีการตรวจสอบกระบวนการผลิตอย่างละเอียด.

ควรกำหนดระยะห่างระหว่างรูด้วยค่า ± หรือด้วยตำแหน่งจริง?

แบบรูปที่เรียบง่ายอาจใช้ขนาดตามความสูง ส่วนแบบรูปที่ใหญ่หรือซับซ้อนมักดูชัดเจนขึ้นเมื่อควบคุมโดยใช้ตำแหน่งจริงที่สัมพันธ์กับจุดอ้างอิงเชิงฟังก์ชัน.

สามารถใช้เลเซอร์เจาะแผ่นอลูมินาที่มีหลายรูได้หรือไม่?

ใช่ครับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นบาง รูขนาดเล็ก ลวดลายที่ซับซ้อน และแบบต้นแบบ ควรตรวจสอบความเรียวของรูและคุณภาพของขอบให้เหมาะสมกับแบบออกแบบเฉพาะนั้น.

วัดความเรียบของแผ่นอย่างไร?

วิธีการที่อาจใช้ได้ ได้แก่ การทำแผนที่ด้วย CMM การวัดความเรียบด้วยแสง และการตรวจสอบด้วยวิธีอินเตอร์เฟอโรเมตรี ควรกำหนดวิธีการรองรับแผ่นและพื้นที่ขอบที่ถูกยกเว้น.

อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้ความเร็วการไหลระหว่างรูต่างกัน?

ความแตกต่างอาจเกิดจากเส้นผ่านศูนย์กลางของรู ความลาดเอียง การอุดตัน ความหยาบของผนังรู ความหนาของแผ่น รูปทรงของขอบ และการกระจายแรงดันด้านต้น.

การตรวจสอบรู 100% เป็นสิ่งจำเป็นหรือไม่?

ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานและจำนวนรู การตรวจสอบด้วยระบบออปติคัลอัตโนมัติหรือการทดสอบการทำงานของระบบอาจมีความเหมาะสมกว่าการวัดรูแต่ละรูด้วยมือ.

สามารถทำสำเนาแผ่นหลายรูที่เสียหายจากตัวอย่างที่มีอยู่ได้หรือไม่?

ตัวอย่างสามารถช่วยระบุโครงสร้างได้ แต่รูที่เกิดจากการสึกหรอ ความเสียหายที่ขอบ และการบิดเบี้ยวของแผ่นอาจส่งผลต่อการวัดผล นอกจากนี้ ยังควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนต่อต่อของอุปกรณ์ต้นแบบและข้อกำหนดด้านการทำงานเป็นไปตามที่ระบุไว้.

สรุป

แผ่นเซรามิกอลูมินาที่มีรูหลายรูและเชื่อถือได้นั้น ต้องมีคุณสมบัติมากกว่าเพียงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูตามที่กำหนดไว้เท่านั้น.

การออกแบบควรควบคุมระยะห่างระหว่างรู ตำแหน่งที่ถูกต้อง พื้นที่เปิด ความหนาของแผ่น ความเรียว คุณภาพของขอบรู ความเรียบ ความขนาน และความสะอาด นอกจากนี้ ข้อกำหนดในการตรวจสอบต้องสอดคล้องกับวัตถุประสงค์การใช้งานของชิ้นส่วนด้วย.

XKH Ceramics สามารถประเมินแบบวาดแผ่นอลูมินาหลายรูตามสั่ง สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ การแจกจ่ายก๊าซ ระบบสุญญากาศ การฉนวนไฟฟ้า และอุปกรณ์อุตสาหกรรม การให้ข้อมูลแบบรูที่ครบถ้วน ข้อกำหนดเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อน และเงื่อนไขการทำงาน จะช่วยปรับปรุงความสามารถในการผลิต ความแม่นยำของใบเสนอราคา และความสม่ำเสมอในการผลิต.