Polovodičový průmysl zažívá boom. Zvýšená poptávka po polovodičových produktech, jako jsou mikroprocesory, paměťové čipy a ploché displeje, byla způsobena vznikem technologií nové generace včetně 5G, internetu věcí (IoT), umělé inteligence (AI), elektrifikovaných vozidel, lékařských zařízení připojených na internet, průmyslových robotů a mnoho dalších. Tyto sofistikované technické aplikace často vyžadují vyšší rychlosti zpracování a nižší spotřebu energie, což vyžaduje složitější výrobní procesy. Přesnost výroby je nyní u mnoha procesů nižší než 10 nanometrů, což znamená, že i ty nejmenší nečistoty mohou vést k vadnému výrobku a ztrátě výnosu. Tyto systémy musí fungovat spolehlivě, aby vyhovovaly požadavkům.
K zajištění funkčnosti výrobního a zpracovatelského zařízení jsou nutná maziva, ale nesprávné mazivo může mít za následek neplánované odstávky a kontaminaci. Údržba a prostoje jsou drahé. Maziva chrání proti tření a opotřebení, což prodlužuje životnost součástí a zajišťuje spolehlivý provoz systémů. Uvolňování plynů z maziva a tvorba částic může kontaminovat výrobní zařízení a výrobky, což má negativní dopad na kvalitu a výnos výroby. Aby se předešlo těmto problémům, je nutné vybrat vysoce výkonná speciální plastická maziva s nízkým uvolňováním plynů a nízkou tvorbou částic.
Zařízení pro výrobu a zpracování polovodičů často pracují za vysokých teplot a ve vakuu, a proto vyžadují vysoce výkonná maziva, která budou chránit jejich lineární vedení, kluzná vedení, ložiska, kuličkové a vodicí šrouby a těsnění proti opotřebení.
Přednosti speciálních maziv pro výrobu polovodičů
NyeTorr®, NyeClean® a NyeVac® jsou speciální maziva formulovaná speciálně pro zařízení na výrobu a zpracování polovodičů. Tato speciální maziva s nízkým uvolňováním plynů jsou chemicky stabilní, i když jsou vystavena procesním plynům, což z nich dělá první volbu předních výrobců zařízení pro výrobu polovodičů i výrobců polovodičů.
Když z maziva unikají plyny, uvolňují se tak kondenzovatelné látky, které mohou kontaminovat destičky, zpracovatelské zařízení a další citlivé součásti. Toto odplynění maziva se měří jako celková ztráta hmotnosti (TML = total mass loss) a celkové těkavé kondenzovatelné látky (CVCM = collected volatile condensable materials) podle ASTM E595. Maziva Nye mají tyto hodnoty hluboko pod přijatelnými limity odplynění stanovenými polovodičovým průmyslem, tj. 1 % nebo méně pro TML a 0,10 % nebo méně pro CVCM. Společnost Nye umí tyto kondenzovatelné látky shromažďovat a provádět analýzu zbytkových plynů (RGA = Residual Gas Analysis), aby identifikovala látky uvolněné z maziva do systému.
Pojem dynamická tvorba částic popisuje, co se stane, když jsou nečistoty vytvořeny vytlačením nebo odstříknutím z mazaného kuličkového šroubu, ložiska nebo převodového systému do pracovního prostředí. Tyto nečistoty mohou zahrnovat složky základového oleje, částice zpevňovadla, přísady atd. a uvolňují se z plastického maziva dynamickým mechanickým působením, ať jde o odvalování, klouzání nebo jejich kombinaci. Inženýři z oddělení aplikačního vývoje a laboratoře ověřovacích testů ve společnosti Nye vyvinuli vlastní testovací metodu a zařízení, které měří a kvantifikuje tvorbu částic za těchto dynamických podmínek. Výsledky těchto testů poskytují cenná data, která mohou být použita při vývoji speciálních maziv s nízkou tvorbou částic.
Mazivo musí být schopno chránit mechanické součásti výrobního zařízení za vysokých teplot, aniž by se vypařovalo. K odplynění dojde pravděpodobněji při vysokých teplotách, když se zvyšuje tlak par. Mnoho maziv společnosti Nye pro vakuum a čisté prostory je navrženo tak, aby fungovalo při teplotách až do 250 °C.
Výrobní zařízení pracující ve vakuu a v čistém prostředí jsou vysoce citlivá. I mikroskopické částice zde mohou způsobit selhání výrobku. Nejlepším způsobem, jak zajistit čistotu maziva, je ultrafiltrace, která odstraní mikroskopické částice v mazivu. Společnost Nye umí ultrafiltrovat plastické mazivo a olej, aby se odstranily možné nečistoty pro polovodičové aplikace.
Všechny výrobky společnosti Nye pro polovodičový průmysl používají PTFE s úrovněmi PFOA (= Perfluorooktanová kyselina) nižšími než 0,1 % hmotnosti - v souladu s pokyny REACH a dalšími mezinárodními předpisy. Ačkoli nejde o měření kompletního složení každého výrobku, analýza ukazuje, že PTFE by měl k úrovni PFOA přispívat nejvýznamněji.
Maziva PFPE v. MAC
Maziva PFPE a MAC se doporučují pro vakuová prostředí kvůli jejich nízkému tlaku par a nízkému odplynění. Maziva PFPE nabízejí lepší výkonnost při vysokých teplotách (až 250 °C) ve srovnání s mazivy MAC (až 150 °C). Díky svému jedinečnému balíčku přísad poskytují maziva MAC lepší ochranu proti opotřebení ve srovnání s mazivy PFPE. Oba typy chemické látky lze ultrafiltrovat, jsou kompatibilní s plasty a elastomery a splňují předpisy PFOA.
NyeTorr v. NyeClean
Produkty NyeTorr® a NyeClean® jsou chemicky stabilní, netoxická syntetická maziva s nízkým tlakem par pro mazání součástí v systémech pro výrobu polovodičů, jako jsou ložiska, lineární vedení, kuličkové šrouby a další citlivé mechanismy. Produkty NyeTorr® se doporučují pro použití v aplikacích s ultravysokým vakuem vystaveným vysokým teplotám. Produkty NyeClean® mají se vyznačují nízkou tvorbou částic a doporučují se pro aplikace v čistých prostorech, jako je balení na konci linky, kde je přítomno malé nebo žádné vakuum.
Výrobek | Kinematická viskozita při 40°C | Stabilita ve vakuu (ASTM E595) | Vlastnosti |
NYECLEAN 5057 | 192 cSt | TML= 0.225 wt% CVCM= 0.054 wt% | Doporučená alternativa pro starší plastická maziva PFPE pro výrobu polovodičů, která se již nevyrábějí. |
NYECLEAN 5097R | 140 cSt | TML= 0.441 wt% CVCM= 0.044 | Poskytuje vynikající odolnost proti korozi a opotřebení až do 180 °C v prostředích, kde není problém s odplyněním. |
NYETORR 5300 | 140 cSt | TML= 0.320 wt% CVCM= 0.045 wt% | Průmyslový standard plastického maziva PFPE pro vakuum. |
NYETORR 5300XP | 140 cSt | TML= 0.075 wt% CVCM= 0.018 wt% | Poskytuje zlepšenou ochranu proti opotřebení v aplikacích s vysokým zatížením. |
NYETORR 5350 | 152 cSt | TML=0.757 wt% CVCM=0.451 wt% | Vhodné pro podmínky nízkého až středního vakua se zlepšenou zatížitelností a ochranou proti opotřebení. |
NYETORR 6300 | 188 cSt | TML= 0.036 wt% CVCM= 0.006 wt% | Výrazně nižší hodnoty odplynění. |
NYETORR 6300S | 188 cSt | TML= 0.012 wt% CVCM= 0.000 wt% | Měkké plastické mazivo používané v aplikacích, které vyžadují nižší viskózní odpor vůči krouticímu momentu. |
NYETORR 6350EL | 200 cSt | TML = 0.060 wt% CVCM = 0.008 wt% | Nabízí celoživotní mazání v aplikacích, které vyžadují nízké odplynění a nízký moment. |
NYETORR 6370EL | 362 cSt | TML= 0.063 wt% CVCM= 0.001 wt% | Nabízí nejdelší životnost ze všech maziv PFPE a zároveň poskytuje vynikající ochranu proti korozi a opotřebení. |
Výrobek | Kinematická viskozita při 40°C | Stabilita ve vakuu(ASTM E595) | Vlastnosti |
NYETORR 5200 | 108 cSt | TML= 0.068 wt% CVCM= 0.007 wt% | Vynikající moment a ochrana proti opotřebení pro prodloužení životnosti součástí. |
NYETORR 6200 | 108 cSt | TML= 0.058 wt% CVCM= 0.025 wt% | Vynikající odplynění a ochrana proti opotřebení. |
NYETORR 6200-FL | 108 cSt | TML=0.03 wt% CVCM=0.007 wt% | Vynikající hodnoty točivého momentu při nízkorychlostních ditheringových operacích. |
Výrobek | Kinematická viskozita při 40°C | Stabilita ve vakuu (ASTM E595) | Vlastnosti |
NYETORR 5301 | 140 cSt | TML= 0.230 wt% CVCM= 0.033 wt% | Základový olej používaný v NyeTorr® 5300. |
NYETORR 6301 | 187 cSt | TML= 0.00 wt% CVCM= 0.000 wt% | Základový olej používaný v NyeTorr® 6300. |
NYETORR 5361 | 192 cSt | TML= 0.03 wt% CVCM= 0.010 | Základový olej použitý v NyeClean® 5057. |
NYETORR 6371 | 446 cSt | TML= 0.020 wt% CVCM= 0.002 wt% | Základový olej použitý v NyeTorr® 6370EL. |
NYETORR 5381 | 809 cSt | TML= 0.070 wt% CVCM= 0.004 wt% | Používá se jako náhrada plastického maziva pro statická těsnění, kde je vyžadován určitý stupeň tlumení. |
Výrobek | Kinematická viskozita při 40°C | Stabilita ve vakuu (ASTM E595) | Vlastnosti |
NYETORR 5201 | 108 cSt | TML= 0.120 wt% CVCM= 0.013 wt% | Základový olej používaný v NyeTorr® 5200. |
NYETORR 6201 | 108 cSt | TML= 0.110 wt% CVCM= 0.010 wt% | Základový olej používaný v NyeTorr® 6200. |
SYNTHETIC OIL 3001A | 2082 cSt | TTML=0.100 wt% CVCM= 0.050wt% | Ultrafiltrovaný olej pro namáhané aplikace vyžadující vynikající pevnost filmu. |
Výrobek | Kinematická viskozita při 40°C | Stabilita ve vakuu (ASTM E595) | Vlastnosti |
NYEVAC 9720 | 61 cSt | TML= 0.359 wt% CVCM= 0.023 wt% | Esterový olej používaný v turbomolekulárních vývěvách. |
NYEVAC 9721 | 61 cSt | TML= 0.942 wt% CVCM= 0.467 wt% | Esterové plastické mazivo zpevněné lithným mýdlem pro systémy turbomolekulárních vývěv. |
NYEVAC 9724 | 61 cSt | TML= 0.279 wt% CVCM= 0.073 wt% | Velmi měkké esterové plastické mazivo zpevněné PTFE pro systémy turbomolekulárních vývěv. |
Zkoušení a výroba
Materiály a výrobní metody používané k přípravě maziva mohou ovlivnit čistotu maziva. Ve společnosti Nye musí suroviny splňovat přísné normy kvality. Vakuová maziva jsou vyráběna a balena v certifikovaných čistých prostorách ISO třídy 8 a třídy 7, aby bylo zajištěno, že produkty jsou vhodné pro vaše výrobní prostředí.
Všechny produkty společnosti Nye lze také zkoušet ve vakuu a za vysokých teplot v naší laboratoři Vacuum Aerospace Semiconductor Test (VAST). Zkoušky prováděné za těchto simulovaných provozních podmínek poskytují zákazníkům přesné hodnoty odplynění, tvorby částic a další důležitá výkonnostní data, která jim pomáhají vybrat správné mazivo pro jejich přesné výrobní zařízení a špičkové výrobní procesy. Bylo prokázáno, že jedinečné materiály společnosti Nye, jako je Pennzane, a výrobní metody, jako je ultrafiltrace, odolávají nejdrsnějším podmínkám na Zemi i ve vesmíru již téměř 50 let.
