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借助隔热软管解决半导体制造面临的挑战

借助隔热软管解决半导体制造面临的挑战

2020 年 6 月 16 日 | 软管产品高级产品经理 Doug Nordstrom 和半导体区域市场经理 Yoon Jiang

在半导体芯片生产领域,精度和清洁度是具有相依性的重中之重。为确保工艺稳定性,沉积室内的温度必须保持在最佳水平。由于维持适当的工艺气体流动所需的温度极高,这将带来非常大的挑战。同时,必须确保反应腔室内完全没有潜在的污染物,以便在精密制造过程中最大限度地提高芯片的产量。

由于要进行大量的工程和设计来打造并维持理想的制造环境,因此很容易忽视选择支持芯片生产工艺的一些“更基本”元件的重要性。请考虑在整个制造领域中用于无数场合的一根简单的工业软管。在半导体制造过程中,由于软管通常用于协助功能强大的冷水机组调节生产工艺所需的环境,因此往往发挥着重要的作用。

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与半导体工艺中的其他任何产品一样,在选择合适的软管以保持最佳生产环境时,应考虑一些特殊的注意事项。例如,为软管选择合适的隔热度,不仅对芯片制造过程中的温度调节至关重要,而且还可以避免运营中不必要的风险和成本。

在评估隔热软管解决方案以优化成本和成果时,需考虑以下因素:

保持最佳的流体温度控制。沉积室内的温度稳定性是提高半导体生产效率的关键环节。通常由功能强大的冷水机组调节温度,这些冷水机组利用通过一根或多根软管泵入和泵出的冷却液,如果隔热不当,则冷却液软管可能会成为影响稳定性的隐患之一。

从冷水机组到加工环境的输送过程中,流体温度自然会升高。如果软管未配备合适的隔热材料,则如果冷水机组无法补偿冷却液管路中的温度上升,则沉积室内的温度可能无法达到最佳水平。

虽然一般工业应用可能仅使用水作为冷却液,但半导体应用通常使用乙二醇之类的冷却液,其温度可能会低至 -40C。这是一种能源密集型工艺,凭借比标准工业软管更有效地保持冷却液温度,隔热解决方案可以更好地控制在超低温度下输送流体的管路的温度。半导体制造商最为关注如何尽可能高效地保持适当的温度,从而既可以确保芯片制造过程中的高质量产出,又可以最大程度地降低能源成本。

防止冷凝。在炎热的天气下,隔热不充分的软管可能会像一杯冰水一样起作用;如果软管的表面温度低于环境露点,则会在软管外部形成冷凝水。如果两根冷软管的铺设距离过近,则也可能产生冷凝水,从而导致相互接触的表面比隔热的表面温度更低。

像在许多工业应用中一样,冷凝对于半导体制造商来说可能是一个问题。当软管穿过底层地板等密闭区域时,未被发现的冷凝水滴落会危害相邻的敏感设备(例如电子设备),从而造成损坏并可能导致工艺停机。在非密闭、人流密集的区域,带有冷凝液滴的管道或软管还可能造成滑倒危险。

此外,可能需要调查在任何工业应用附近发现的小水坑的成因,否则可能会导致不必要的停机时间和资源分配。选择具有合适隔热性能的软管有助于防止冷凝及类似问题。

如何选择合适的隔热软管?在选择用于冷水机组应用的绝缘软管时,选择一种专为低温而设计的材料是非常重要的。尽管一些可用于冷热流体输送应用的某些隔热选购件可能已上市销售,但事实是,不同类型的隔热材料的性能会因其应用工艺而有所不同。例如,已证实具有柔性聚烯烃热缩外层的软管在低温应用中的性能要优于带有织物覆盖层的隔热软管,而后者更适合于高温流体应用。如果软管供应商了解哪种材料最适合您的应用以及原因,然后仅选择经过优化可在您的最终使用环境中正常工作的隔热软管,那么您就可以选择与其合作。

同样重要的是,无论使用哪种隔热材料,软管都应保持足够的柔性,以优化铺设和安装。例如,软管的最小弯曲半径不应随选择不同隔热材料而变化,弯曲性能也不应损害其绝缘性能。寻求可以合适的能够维持所输送流体的目标温度、操作灵活而又不太笨重的选项,例如hose featuring low thermal-conductivity aerogel 隔热材料

最后,真正能够为应用提升效率的隔热软管就是要用为达到隔热要求的隔热材料软管。一家合格的软管供应商应能够提供不同材料分层而非适合所有应用的选购件,从而经济高效地满足您应用的温度要求。在最理想的情况下,他们将要求您提供应用的参数,然后利用一个公式确定适合您的特定软管需求的隔热层确切厚度。

智能且具成本效益的解决方案。希望降低成本的半导体制造商应着眼于处于其工艺核心地位的昂贵制造设备以外的器件,以便在整个工厂制造中寻找不太明显但具有较高成本效益的改进机会。评估用于低温流体输送应用的软管套件并选择合适的软管隔热选购件是非常值得的事。

如果您不确定如何着手,世伟洛克可以为您提供帮助。我们的目标是与客户合作以满足各种需求,无论是提供可根据您的要求而量身定制的各种of 隔热软管选购件 ,还是在现场就最佳改进机会提出建议,从而真正提高您的运营效率。请与您当地的授权销售与服务中心联系以讨论您的需求,我们将共同找到适合您的解决方案。

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