Cần có cơ sở chế tạo chất bán dẫn để thay thế bộ gia nhiệt ngâm PTFE bị hỏng trong dụng cụ bàn ướt nhỏ gọn. Không gian có sẵn là một khe rộng 150 mm dọc theo thành bể, sâu 400 mm, có lỗ mở mặt bích 100 mm. Công suất yêu cầu là 2,5 kW. Các máy sưởi danh mục tiêu chuẩn quá rộng, quá dài hoặc mật độ watt quá cao so với không gian. Cơ sở cần một lò sưởi tùy chỉnh vừa với khe cắm và hoạt động ở mật độ watt an toàn.
Việc chỉ định lò sưởi ngâm PTFE cho công cụ bán dẫn có không gian-hạn chế đòi hỏi một cách tiếp cận khác với việc chỉ định cho bể mạ lớn. Các hạn chế về không gian chặt chẽ hơn, tính chất hóa học thường mạnh mẽ hơn và yêu cầu về độ đồng đều về nhiệt độ cũng khắt khe hơn. Thông số kỹ thuật phải cân bằng giữa mật độ watt, diện tích bề mặt và sự phù hợp về mặt vật lý trong một phạm vi rất nhỏ.
Phân tích hạn chế không gian
Bước đầu tiên là lập bản đồ không gian có sẵn một cách chính xác. Trong một công cụ bán dẫn, không gian gia nhiệt thường được xác định bởi thành bể ở một bên, đường dẫn tấm bán dẫn ở bên kia và đáy bể bên dưới. Thể tích sẵn có có thể có hình dạng bất thường mà máy sưởi tiêu chuẩn không thể lấp đầy.
Các kích thước chính là chiều rộng tối đa, chiều sâu tối đa, chiều cao tối đa và khoảng cách đến các bộ phận chuyển động. Việc mở mặt bích xác định đường kính tối đa của lò sưởi có thể được lắp vào. Độ sâu ngâm xác định chiều dài gia nhiệt có thể sử dụng.
| Kích thước | Ràng buộc điển hình | Tác động đến thiết kế lò sưởi |
|---|---|---|
| Chiều rộng có sẵn | 100–200 mm | Giới hạn chiều rộng lò sưởi |
| Độ sâu có sẵn | 300–500 mm | Giới hạn chiều dài nóng |
| Mở mặt bích | 80–150 mm | Hạn chế chèn máy sưởi |
| Độ sâu ngâm | 200–400 mm | Giới hạn chiều dài nóng |
| Thông quan cho người vận chuyển | 50–100 mm | Hạn chế nhô ra |
Hạn chế về không gian trong các dụng cụ bàn ướt bán dẫn
Tính mật độ Watt và diện tích bề mặt
Công suất 2,5 kW ở mật độ watt an toàn là 1,0 W/cm2 cần diện tích bề mặt vỏ bọc là 2.500 cm2. Trong một công cụ-có không gian hạn chế, việc đạt được diện tích bề mặt đó đòi hỏi phải có cấu hình nhiều-nhỏ gọn.
Ở đường kính vỏ 50 mm, 2.500 cm2 cần chiều dài gia nhiệt 1.592 mm. Trong một bể sâu 400 mm với mức ngâm có thể sử dụng là 300 mm, điều đó có nghĩa là có sáu đường chuyền, mỗi đường 265 mm. Gói multi{10}}có kích thước vừa vặn khoảng 300 × 250 mm.
| Đường kính vỏ bọc | Diện tích bề mặt trên 100 mm | Chiều dài gia nhiệt cho 2.500 cm² | Đi qua ở 300 mm | Dấu chân |
|---|---|---|---|---|
| 32mm | 100 cm2 | 2.500 mm | 9 | 300×250mm |
| 40mm | 126 cm2 | 1.984 mm | 7 | 300 × 220mm |
| 50 mm | 157 cm2 | 1.592 mm | 6 | 300×200mm |
| 63 mm | 198 cm2 | 1.263 cm2 | 5 | 300×180mm |
Cấu hình nhiều{0}}cho công suất 2,5 kW ở mức 1,0 W/cm²
Lắp gói Multi{0}}vào khe
Gói nhiều{0}}phải vừa với lỗ mặt bích và vào khe có sẵn. Một bó có chiều rộng 200 mm sẽ không vừa với lỗ mặt bích 100 mm. Giải pháp là định hướng các đường chuyền theo chiều dọc sao cho bó hẹp theo một hướng và rộng theo hướng khác, đồng thời chèn nó qua mặt bích theo hướng hẹp.
Một bó có sáu đường chuyền có đường kính 50 mm cách nhau 30 mm có chiều rộng xấp xỉ 6 × 50 + 5 × 30=450 mm theo một hướng và 50 mm theo hướng khác. Nếu lỗ mặt bích là 100 mm, bó có thể được lắp vào với kích thước 50 mm thẳng hàng với lỗ, sau đó xoay vào vị trí.
| Cấu hình gói | Chiều rộng (Đi qua) | Độ sâu (Đường kính vượt qua) | Phù hợp với mặt bích 100 mm | Phù hợp với khe 150 mm |
|---|---|---|---|---|
| 4 đường chuyền, khoảng cách 50 mm, 30 mm | 290mm | 50 mm | Có (xoay) | Đúng |
| 5 đường chuyền, khoảng cách 50 mm, 30 mm | 370mm | 50 mm | Có (xoay) | Đúng |
| 6 đường chuyền, khoảng cách 50 mm, 30 mm | 450mm | 50 mm | Có (xoay) | cận biên |
| 6 đường chuyền, khoảng cách 40 mm, 25 mm | 365mm | 40mm | Có (xoay) | Đúng |
Cấu hình gói và phù hợp thông qua các lỗ mặt bích
Tính đồng nhất của dòng chảy và nhiệt độ trong không gian chật hẹp
Trong một công cụ-có không gian hạn chế, dòng chảy xung quanh lò sưởi thường bị hạn chế bởi thành bể gần đó và tấm đệm bán dẫn. Dòng chảy có thể không đồng đều, với tốc độ cao ở một bên và tốc độ thấp ở bên kia. Điều này có thể tạo ra các điểm nóng ở phía vận tốc-thấp.
Vách ngăn đục lỗ hoặc thanh dẫn hướng dòng chảy có thể phân phối dòng chảy đồng đều hơn xung quanh bó. Vách ngăn phải được thiết kế để vừa với không gian có sẵn và hướng dòng chảy qua các khoảng trống giữa các đường đi. Một bộ truyền dẫn nhỏ cũng có thể được sử dụng để tăng vận tốc cục bộ.
Vật liệu và kết cấu cho dịch vụ bán dẫn
Các công cụ bán dẫn thường yêu cầu vật liệu có độ tinh khiết cao. Vỏ bọc PTFE phải là polyme nguyên chất, không chứa chất độn với khả năng chiết xuất thấp. Mặt bích phải là thép không gỉ lót PTFE hoặc PTFE{3}} nguyên khối. Vỏ thiết bị đầu cuối phải được bịt kín và thông hơi để ngăn ngừa ô nhiễm.
Máy sưởi phải được làm sạch và thụ động trước khi lắp đặt. Bất kỳ loại dầu hoặc hạt còn sót lại nào trong quá trình sản xuất đều có thể làm nhiễm bẩn bể xử lý.
Khi lò sưởi tiêu chuẩn không thể vừa với dụng cụ
Bộ sưởi tiêu chuẩn hiếm khi phù hợp với một công cụ bán dẫn có không gian hạn chế. Không gian có sẵn quá nhỏ, hình dạng quá bất thường và yêu cầu về độ tinh khiết quá nghiêm ngặt. Cấu hình bộ gia nhiệt ngâm trong PTFE tùy chỉnh với bó nhiều đường-nhỏ gọn, mặt bích PTFE chắc chắn và vỏ bọc đầu cuối kín được thiết kế cho công cụ cụ thể. Quá trình đặc tả yêu cầu kích thước không gian có sẵn, độ mở mặt bích, độ sâu ngâm, hóa chất trong bể, công suất yêu cầu và các yêu cầu về độ tinh khiết.
