泛半導體鋁合金腔體法蘭解決方案（序）

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不銹鋼材料因具有優(yōu)異的耐腐蝕性、高機械強度和良好的焊接性能等特點，使其腔體在半導體制造、實驗室研究、航天科技以及各類精密加工和分析儀器等領(lǐng)域中得到廣泛應用。同時，基于不銹鋼法蘭的各種功能器件也應運而生?？蛻艨梢愿鶕?jù)需求定制不銹鋼真空腔體，并選購相同標準的不銹鋼法蘭（配置各種功能器件），實現(xiàn)靈活安裝和配合使用。

然而，不銹鋼腔體在以下幾個方面面臨挑戰(zhàn)：首先，不銹鋼腔體的重量較大，對相關(guān)載物臺的要求也較高。其次，近年來對于降低真空制造成本的需求增加，鋁合金逐漸成為真空腔體制造的**材料，但直接將鋁合金與不銹鋼進行焊接仍然具有挑戰(zhàn)性。*后，不銹鋼材料通常含有一定量的碳元素，這可能會導致真空環(huán)境中出現(xiàn)碳基氣體污染。這些挑戰(zhàn)在一定程度上都增加了不銹鋼腔體在半導體領(lǐng)域應用的難度。

隨著泛真空行業(yè)的發(fā)展，鋁合金真空腔體在工業(yè)和科研領(lǐng)域，尤其是在半導體集成電路、光伏和顯示面板制造等泛半導體行業(yè)中得到了廣泛應用。鋁合金腔體的制造已成為光伏半導體器件、高端液晶面板半導體以及功率半導體器件制造的關(guān)鍵核心工藝。那么，鋁合金腔體為何有如此廣泛的應用？

鋁合金真空腔體的優(yōu)勢：

1、導熱性

鋁合金腔體的熱傳導系數(shù)很高（鋁合金的導熱系數(shù)為170-230 W/mK，不銹鋼的導熱系數(shù)為14-16 W/mK），可迅速將腔體內(nèi)的熱量傳導至外部環(huán)境，從而快速平衡溫度。這種優(yōu)異的導熱性能有助于提升真空腔體運行的穩(wěn)定性和效率。

2、耐腐蝕性

鋁合金腔體具有很強的抗腐蝕性能，能夠在各種化學環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。這一特性使其特別適用于化工、醫(yī)藥和食品等具有高品質(zhì)要求的生產(chǎn)領(lǐng)域。例如，盡管鋁和不銹鋼都可能受到反應性氣體的侵蝕，然而鋁具有不同的反應動力學，不會成為鐵和鎳污染的來源，可減少對IC電路制造的影響。

3、密封性

鋁合金腔體具有良好的密封性能，可有效防止外部雜質(zhì)和空氣進入腔體內(nèi)部。鋁的氫滲透率優(yōu)于不銹鋼7個數(shù)量級，因此在高真空和超高真空環(huán)境中的氫氣污染更少。此外，鋁的漏氣率也更低，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的真空度(可達10-13 Torr)，避免對內(nèi)部實驗或制造工藝產(chǎn)生影響。該特性特別適合高精度實驗、精密制造和半導體工藝等領(lǐng)域。

4、與泛半導體工藝兼容性

鋁合金中的碳含量低于不銹鋼，可減少碳基氣體的污染。此外，鋁合金的磁性更低，搭配316LN不銹鋼，可降低真空中的磁性。如果用鈦金屬代替不銹鋼，則能實現(xiàn)更低的磁導率，從而可用于對磁性要求較高的環(huán)境中，如同步輻射加速器。同時，鋁的放射性衰變速度比不銹鋼快得多，在受到相同通量的帶電粒子轟擊后，鋁的殘余放射性比不銹鋼低1-2個數(shù)量級，使用鋁制組件可減少半導體電路制造過程中產(chǎn)生的損壞。

5、成本較低

鋁合金腔體的制造成本相對較低，在保證良好性能的同時可顯著降低成本支出，這使得鋁合金腔體在眾多應用領(lǐng)域中備受青睞。

盡管鋁合金具有諸多優(yōu)點，鋁合金法蘭在應用時仍存在一些挑戰(zhàn)。實現(xiàn)超高真空通常需要使用金屬密封件，如銅、鋁、鎳等材料的墊圈，但鋁的質(zhì)地相對柔軟，無法將銅墊片壓變形以實現(xiàn)高真空環(huán)境。此外，現(xiàn)有的基于不銹鋼法蘭的真空零部件也無法直接使用，特別是一些功能器件，這極大地限制了鋁合金腔體的應用。

針對上述問題，我們將在后續(xù)文章中提出相應的法蘭解決方案供您參考和選擇，敬請關(guān)注。

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