Што такое сапраўдны PEEK звышвысокай чысціні (UHP)?

У апошнія гады, абумоўлены хуткім ростам паўправаднікоў, новай энергіі, навук аб жыцці, аналітычных прыбораў і вадкасных сістэм высокай чысціні, PEEK звышвысокай чысціні (скарочана UHP PEEK) стаў гарачай тэмай ва ўсіх галінах.

Многія людзі проста лічаць, што UHP PEEK адносіцца да матэрыялаў з:

• Меншае ўтрыманне металу

• Ніякіх дабавак

• Больш чыстая сыравіна

Аднак вядучыя сусветныя вытворцы маюць значна больш поўнае разуменне UHP PEEK.

Для перадавых апрацоўчых галін матэрыялы павінны забяспечваць выдатныя механічныя ўласцівасці, тэрмаўстойлівасць і хімічную ўстойлівасць. Што яшчэ больш важна, сам матэрыял не павінен выступаць у якасці крыніцы забруджвання.

Ядро UHP PEEK: кантроль забруджвання, а не паляпшэнне прадукцыйнасці

Традыцыйная прамысловая ацэнка стандарту PEEK у асноўным сканцэнтравана на:

• Сіла

• Калянасць

• Зносаўстойлівасць

• Тэрмаўстойлівасць

• Ўстойлівасць да хімічнай карозіі

Наадварот, карыстальнікаў паўправаднікоў і вадкасных сістэм высокай чысціні больш за ўсё хвалююць наступныя пытанні:

• Ці будуць іёны вымывацца?

• Ці адыдуць часціцы?

• Ці будуць вылучацца лятучыя рэчывы?

• Ці будзе матэрыял забруджваць усю сістэму?

Такім чынам, асноўная мэта UHP PEEK зрушылася з 'паляпшэння характарыстык матэрыялу' на 'кантроль забруджвання'.

Тры катэгорыі забруджванняў, накіраваных на UHP PEEK

Сусветныя агульнадаступныя тэхнічныя дадзеныя класіфікуюць тры асноўныя тыпы прымешак, якімі UHP PEEK павінен кіраваць:

(1) Вымывальныя прымешкі

Забруджвальнікі, якія вылучаюцца матэрыяламі пры ўздзеянні чыстай вады, кіслот, шчолачаў і іншых асяроддзяў.

Асноўныя вымывальныя іёны ўключаюць:

• Na⁺ (іён натрыю)

• K⁺ (іён калію)

• Ca⊃2;⁺ (іён кальцыя)

• F⁻ (іён фтору)

(2) Лятучыя прымешкі

Адсочванне рэшткаў арганікі ўнутры матэрыялаў, якія выпарваюцца пры высокай тэмпературы, вакууме або плазме.

Тыповыя рэшткавыя рэчывы:

• DPS (дыфенілсульфон)

• ацэтон

Гэтыя нябачныя забруджвальнікі могуць нанесці сур'ёзныя пашкоджанні высокага высокага дакладнага абсталявання.

(3) Агульныя элементарныя прымешкі

Агульная колькасць усіх элементарных прымешак, якія змяшчаюцца ў матрыцы матэрыялу.

Ключавыя кантраляваныя металічныя элементы:

Fe, Al, Cu, Ni

Нават узровень забруджвання частак на мільён пашкодзіць выхад прадукту для перадавых вытворчых працэсаў.

Узровень 1 UHP PEEK: Ультранізкі ўзровень іёнаў металаў

Іёны металаў з'яўляюцца адной з самых шкодных крыніц забруджвання для вытворчасці паўправаднікоў.

Элементы, у тым ліку натрый (Na), калій (K), кальцый (Ca) і жалеза (Fe), могуць міграваць на паверхні пласцін або вырабаў нават пры вельмі нізкіх канцэнтрацыях.

Публічныя тэхнічныя дакументы вызначаюць адну асноўную мэту даследаванняў і распрацовак вядучых сусветных пастаўшчыкоў UHP PEEK:

Утрыманне натрыю < 1 праміле

Асноўныя дасягненні нашага UHP PEEK

• Утрыманне натрыю кантралюецца ніжэй за 1 праміле, дасягаючы 0,2 праміле.

Існуючыя праблемы нашага UHP PEEK

• Забруджванне магніем дасягае 9,5 праміле, што значна перавышае стандартны парог PEEK <1 праміле. Крыніцай забруджвання падазраецца тэхналагічная вада. Каб вырашыць гэтую праблему, мы праводзім бесперапынныя праверачныя выпрабаванні з дапамогай UPW (звышчыстая вада).

• Утрыманне кальцыя застаецца на ўзроўні 7 праміле.

Узровень 2 UHP PEEK: Прадукцыйнасць супраць вымывання

Многія матэрыялы праходзяць завадскія выпрабаванні на чысціню, але ўсё яшчэ выклікаюць забруджванне сістэмы пасля працяглага выкарыстання.

Асноўнай прычынай з'яўляюцца ўнутраныя рэшткі, якія градуіруюцца

саюзнік вымываецца пад уздзеяннем:

• UPW (звышчыстая вада)

• Раствор кіслаты

• Раствор шчолачы

• Высокатэмпературныя асяроддзя

Па гэтай прычыне шырока распаўсюджаны стандарты тэсціравання, такія як SEMI F57 і ICP-MS.

Ацэнка матэрыялу высокай чысціні аналізуе не толькі тое, якія прымешкі існуюць унутры матэрыялу, але і тое, якія забруджвальныя рэчывы матэрыял будзе вылучаць з цягам часу.

Узровень 3 UHP PEEK: нябачныя лятучыя рэчывы (з нізкім утрыманнем газаў)

Ва ўмовах вакууму, высокай тэмпературы і плазмы сляды арганічных рэшткаў унутры палімера будуць выпарвацца.

Гэтыя лятучыя рэчывы прывядуць да шматлікіх рызык:

• Забруджванне тонкай плёнкі на дакладных кампанентах

• Больш высокая рызыка забруджвання цвёрдымі часціцамі

• Зніжэнне доўгатэрміновай стабільнасці вытворчага абсталявання

Сапраўды кваліфікаваны UHP PEEK патрабуе як звышнізкага ўтрымання іёнаў металу, так і нізкай прадукцыйнасці выкіду газаў.

Чаму UHP PEEK даражэй?

Большасць людзей мяркуе, што галоўнае адрозненне паміж UHP PEEK і звычайным PEEK заключаецца ў стандартах тэсціравання. Фактычна, вытворчы працэс стварае найбольшы разрыў у выдатках.

Полімерызацыя PEEK стварае два асноўныя рэшткі:

1. DPS (дыфенілсульфон), рэшткавы растваральнік для полімерызацыі

2. NaF (фтарыд натрыю), пабочны прадукт рэакцыі

Для выдалення гэтых рэшткаў патрабуюцца дадатковыя спецыяльныя працэдуры ачысткі:

• Вылугаванне ацэтонам

• Вылугаванне вадой

Даражэйшы кошт UHP PEEK абумоўлены не толькі высакаякаснай базавай смалой, але і дадатковымі выдаткамі на ачыстку.

Рэшткавыя ўзроўні зніжаюцца праз вымыванне ацэтонам і вадой.

Сапраўдная высокая чысціня азначае поўную чысціню матрыцы, а не толькі чысціню паверхні

Ачыстка паверхні і наступная апрацоўка могуць забяспечыць бездакорную вонкавую паверхню для большасці матэрыялаў, але доўгатэрміновая эксплуатацыйная надзейнасць цалкам залежыць ад чысціні ўнутры аб'ёму матэрыялу.

Ключавая канцэпцыя, прапанаваная ў сусветнай галіновай літаратуры:

Чысты скразны — аднастайная чысціня ад асяродку матэрыялу да вонкавай паверхні.

У адрозненне ад гэтага:

Ачышчайце толькі на паверхні або побач з ёй — толькі знешні пласт чысты, забруджванні знаходзяцца глыбока ўнутры матэрыялу.

Бягучыя праблемы распрацоўкі UHP PEEK

Нават вядучыя сусветныя вытворцы матэрыялаў сутыкаюцца з пастаяннымі перашкодамі пры распрацоўцы UHP PEEK. Публічныя тэхнічныя дадзеныя паказваюць:

• Рэшткавы ўзровень магнію дасягае 9,5 праміле

• Рэшткавы ўзровень кальцыя застаецца на ўзроўні 7 праміле

Прамысловы аналіз звязвае гэтыя павышаныя металічныя прымешкі з сістэмай вады, якая выкарыстоўваецца ў цыклах ачысткі.

Гэта даказвае, што стандарты матэрыялаў высокай чысціні - гэта не фіксаваныя арыенціры, а мэты, якія патрабуюць пастаяннай ітэрацыі і аптымізацыі.

Insight індустрыі Jutai

З развіццём паўправаднікоў, вадкасных сістэм высокай чысціні, новай энергіі і высокага класа прэцызійнага абсталявання, патрабаванні кліентаў да PEEK змяніліся ад простага «ці можа матэрыял працаваць» да «ці будзе матэрыял уносіць забруджванне».

Сапраўдны UHP PEEK - гэта значна больш, чым склад з нізкім утрыманнем металаў. Ён абапіраецца на сістэматычны строгі кантроль па ўсіх звёнах:

• Кантроль сыравіны

• Кантроль працэсу полімерызацыі

• Кантроль рэцэптуры дабаўкі

• Кантроль напаўняльніка

• Кантроль працэсу ачысткі

• Ліццё і кантроль вытворчасці

• Упакоўка чыстых памяшканняў і кантроль дастаўкі

Канкурэнцыя ў галіне спецыяльных матэрыялаў высокай чысціні прынцыпова ператварылася з канкурэнцыі па прадукцыйнасці ў канкурэнцыю за здольнасць кантраляваць забруджванне.