超高纯工艺(FC-03)
●本规范是FITOK公司为超高纯产品生产而制定的工艺;
●本规范对原材料、机械加工、电解抛光、清洗、焊接、装配测试和包装均做严格规定。
工艺设计
本工艺仅适用于不锈钢产品;
选用高纯净不锈钢材料加工制造,对介质接触的润湿内表面进行电解抛光处理;
在洁净环境中进行超高纯清洗、焊接、装配、测试、包装,确保产品不被污染;
产品使用聚乙烯包装袋双层包装,外层包装袋贴有工艺标识。
原材料
AISI 316L(UNS S31603)不锈钢作为高纯(HP)及超高纯(UHP)产品的常用材料,具有优良的耐腐蚀性及抗氧化性;
不锈钢材料通过氢氧脱碳(AOD)或真空脱碳(VOD)精炼,可将C、Mn、Si、P、S等有害化学元素控制到低水平。又经过真空电弧再溶解(VAR)处理,使得材料纯度更高,其特性更为优异。这种材料也被称为316L VAR。而采用VOD材料,先用真空感应熔炼(VIM),然后再经过真空电弧再溶解(VAR)处理,通过这种特殊精炼方式使得材料的C、Mn、Si、P、S降到最低的材料被称为316L VIM-VAR;
FITOK公司超高纯产品使用的不锈钢材料成份部分元素见表1:
表1
不锈钢材料符合以下标准:
✧ASTM A479,锅炉及其它压力容器用不锈钢棒材和型材的规格
✧ASTM A484,不锈钢棒材、坯锭和锻件的通用要求规格
✧ASTM A276,不锈钢棒材和型材规格
✧SEMI F20,316L不锈钢棒材、锻件、挤压型材、板材和管材元件用于一般用途、高纯和超高纯度半导体
制造应用的规范
材料控制标准:
✧材料晶间腐蚀测试应遵照:ASTM A262,奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感度的检测规程;
✧化学成份分析应遵照:ASTM A751,钢制品化学分析的试验方法、规程和术语;
✧材料内部缺陷超声检测应遵照:ASTM E214,通过使用脉冲纵波的反射法的浸入式超声波测试规程;
✧材料夹杂物分析应遵照:ASTM E45,测定钢材夹杂物含量的试验方法,基于评级图Ⅲ评定等级。
机械加工
在加工过程中,尺寸及表面质量严格控制,每个零件的加工面光洁,倒角光滑,流道平顺,焊接端口规则,最大程度减少缺陷和产生颗粒的可能性;
表面粗糙度符合以下标准:
✧SEMI F19,润湿表面不锈钢零件的表面状况的规范
✧SEMI F37,用于气体分配系统元件确定表面粗糙度参数的方法
FITOK公司超高纯产品流道粗糙度可达Ra 5 μin. (0.13 μm)以下。
电解抛光
FITOK公司超高纯产品内表面利用电解抛光处理,以提高产品流道的平滑性,并在金属表面形成富铬层以提高耐腐蚀性,电解抛光后的产品做钝化处理以去除游离铁离子;
电解抛光及钝化的标准:
✧ASTM E1558,金相试样电解抛光指南”
✧ASTM A380,不锈钢零件、设备及系统的清洁、除锈和钝化规程
FITOK公司超高纯产品电解抛光后可达到如下指标,见表2:
清洗及干燥
产品在按照本工艺清洗前,必须先符合FITOK《特殊清洁和包装工艺(FC-02)》的要求;
符合上述要求的产品先在洁净室使用DI水超声波震洗;
清洗完成后,在洁净室内,采用密闭式烘箱干燥;
DI水的技术指标符合如下标准:
✧SEMI E49.6,用于不锈钢系统的子系统组装和测试流程的指南
焊接、装配和测试
为防止清洗后的产品被空气中的粉尘颗粒等污染,应将清洗好的产品在洁净室内完成焊接、装配和测试;
洁净室符合ISO 14644-1规定的5级要求,等同于联邦标准209E 100级。
包装和标识
产品在储存及运输过程中,为防止碰伤及污染,应按如下要求执行:
✧产品的功能端口,比如阳螺纹或密封面,应使用洁净保护膜并戴上保护帽;
✧成品双层袋装防护,内层采用聚乙烯材质的无尘塑料袋真空密封,外层采用聚乙烯塑料袋充洁净干燥的氮
气后密封;
✧袋装后的成品,采用盒装防护;
✧成品包装标识及追溯信息,在不拆包装的状态下清晰可辨。
产品包装符合如下标准:
✧SEMI E49.6,用于不锈钢系统的子系统组装和测试流程的指南
参考文献
ASTM
ASTM A262,奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感度的检测规程
ASTM A276,不锈钢棒材和型材规格
ASTM A380,不锈钢零件、设备及系统的清洁、除锈和钝化规程
ASTM A479,锅炉及其它压力容器用不锈钢棒材和型材的规格
ASTM A484,不锈钢棒材、坯锭和锻件的通用要求规格
ASTM A751,钢制品化学分析的试验方法、规程和术语
ASTM E45,测定钢材夹杂物含量的试验方法
ASTM E214,通过使用脉冲纵波的反射法的浸入式超声波测试规程
ASTM E1558,金相试样电解抛光指南
ASTM F1397,用于决定气体分配系统元件水分程度的标准测试方法
vim最全使用指南SEMI
SEMI F19,润湿表面不锈钢零件的表面状况的规范
SEMI F20,316L不锈钢棒材、锻件、挤压型材、板材和管部件用于一般用途、高纯和超高纯度半导体制造应用的规范
SEMI F37,用于气体分配系统元件确定表面粗糙度参数的方法
SEMI E49.6,用于不锈钢系统的子系统组装和测试流程的指南
SEMI F60,用于钝化316L不锈钢元件润湿表面成份的ESCA评估的测试方法
SEMI F72,用于钝化316L不锈钢元件润湿表面氧化层的俄歇发射光谱学(AES)的测试方法
SEMI F73,用于不锈钢元件润湿表面状态的扫描电子显微镜(SEM )评估的测试方法
ISO
ISO 14644-1,洁净室和相关控制环境
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