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超高纯度 (U.H.P) 清洁流程

 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

超净技术概述


Ham-Let 超净技术描述了超高纯度 (U.H.P.) 清洁流程,这是一种生产高纯度液体系统组件的综合方法。该流程由五个相互依赖的环节组成:清洁操作、清洁度、净化度、使用中产生最少颗粒以及无包封区。Ham-let 通过制造、清洁、验证和包装等其他流程来保持洁净设计的完整性。

规格详细信息如下所示:

  • 产品和流程规范
  • 流程与流程控制
  • 流程验证
  • 产品测试

如果设定了操作限制,会进行明确说明。这些流程受到监控以确保一致性并积累数据以用于未来规格。Ham-Let 产品、流程和控制根据定义当前流程的规格持续改进。随着 Ham-Let 不断开发更好的技术来满足超高纯度 (U.H.P.) 和流程行业不断发展的需求,规范也会相应地进行修改。

产品规格

不锈钢:ASTM A276 和 A479,含限制成分:


类型

碳含量 %

硫含量 %

 316 L

 最大 0.030

 0.020 至 0.030

 316 L VAR 或 VIM/VAR

 0.010 至 0.020

 最大 0.008


VAR 或 VIM/VAR 材料的 JK 微洁净度根据 ASTM E45 进行监控。


表面处理:两个流程代号:H 和 E。


"H" 流程

"E" 流程

 通过统计流程控制
 (SPC) 进行制造

 通过统计流程控制
 (SPC) 进行制造

 

 特殊内部抛光。

 

 潮湿表面电解抛光

 清洁

 洁净室最后清洁


请参见 Ham-Let 目录中的参数。


电解抛光:铬铁原子百分比:在表面层的前 25 Å 内等于或大于 1.5。测试根据 Semaspec 91060573B 进行。

UCT 流程规范


如果指定了流程或材料,是指以下规范:

洁净室:洁净室 10 级,工作区域和洁净室烤炉,10 级。区域每季度根据联邦标准 209E 进行核准。

去离子 (DI) 水:最终电阻率水平控制在 18 M Ω cm。为确保流程一致性而监控的其他特性:

  • 中级电阻率
  • 细菌
  • 颗粒
  • 二氧化硅

超声波清洁系统


在超声波清洁系统中还会监控:

  • 每个湿润流程站的去离子水温度
  • 干燥流程温度
  • 最终超声波冲洗阶段的去离子水电阻率
  • 超声波发生器电源输出

氦:清洁、干燥,0.02 µm 过滤精度

流程序列


材料分析


Ham-Let 产品由符合限制标准的原材料制成。化学分析和机械特性超过了 ASTM 要求。必须焊接的组件选用低碳材料,以避免析出碳化物。同理,硫含量受到严格控制以确保焊缝一致性。特定管件和某些阀门的主体由硫含量较少的 VIM/VAR 不锈钢材料制成。其目的是为了减少夹杂物,改善电解抛光的表面,更重要的是减少表面缺陷。每一炉 VIM/VAR 不锈钢都通过基于 ASTM E45 的测试方法进行验证,具体是使用标准金相检验或扫描电子显微镜 (SEM) 以在 100 和 1000 倍下确定 JK 评级。

通过统计流程控制 (SPC) 进行制造


管件和阀门的表面处理、尺寸和各种其他属性由 Ham-Let 通过统计流程控制 (SPC) 来监管。SPC 确保持续监控部件,而非检查成品,从而确保所有部件满足规格限制。SPC 是一种主动方法,可让 Ham-Let 及时识别可能影响产品的制造流程变更,从而确保做出调整以免生产出不合格部件。这一“线上、实时”监控可确保更加一致和可靠的产品、更加高效的生产流程以及更具竞争力的价格,因为客户无需支付生产线问题带来的隐性成本。

表面处理


高品质的表面处理可确保清洁过的部件在使用过程中满足性能规格。这包括设备是否可以快速、彻底地进行清洁和净化,以免零星颗粒滞留或积聚。Ham-Let 在制造流程中使用 SPC 将表面处理的最大粗糙度控制在平均 Ra 最大值。成品部件会受到仔细检查。ANSI/ASME B.46.1 标准适用于表面粗糙度测量。

测量在沿管件或阀门最大可用往复长度的每个孔上进行,但不在锥形表面、横截面或焊缝上进行。某些较长管件组件可能具有最小内径不匹配。有两种表面处理流程:“H” 和 “E”。U.H.P. 产品生产样品的平均和最大 Ra 最大值列于 HTC 目录中。

电解抛光


电解抛光是用于管件和阀体内部表面的流程。该流程可确保形成钝化的三氧化二铬耐腐蚀表面层。在制造过程或任何机械流程之后,清洁后的 U.H.P. 产品会遵循以下序列:

  • 对于均匀表面,UHP 设备会进行预清洁
  • 电解抛光和去离子 (DI) 水冲洗
  • 适当情况下,下一步为钝化和 DI 水冲洗。

参考规范:SEMI F19-95。

去离子 (DI) 水清洁和干燥


最后清洁是制造完美 UHP 部件的关键环节,因此在装配、测试和产品包装之前,Ham-Let 采用 DI 水清洁流程。UHP 部件直接从生产过程中转移到多阶段 DI 水冲洗流程。此后,它们会在 10 级洁净室中接受高速 DI 水冲洗。UHP 清洁流程:使用氮气除去多余水分。然后在 10 级洁净室烤炉中对管件进行干燥。

参考规范:SEMI E49.2-0298。

10 级装配、测试和包装


在严格的生产程序结束后,UHP 部件被转移到 10 级洁净室的 10 级工作站进行组装、测试和包装,以免受到空气污染。Ham-Let 使用尼龙内袋以防止污染,并使用聚乙烯外袋确保包装坚固、抗裂。

管件包装:内袋经过真空密封以防止管件受污染并防止其割破袋子。包装盒内含填充物。

背景


Ham-Let 还采用基于 SEMATECH 测试方法 (SEMASPEC) 的 ASTM 测试方法对生产批次进行额外的随机样品检查。这些方法提供重复性数据可并基于行业标准。收集到的数据还可用于其他流程控制规范,

表面分析


SEM/EDX(能量色散型 X 射线)分析用于监控生产样品(因为表面分析不是平均表面粗糙度测量的一部分)。该流程使用标准化操作参数体系以确保所有结果的一致性。随机选择的样品表面将放大 3600 倍来检查。测试方法基于 ASTM F1372 和 ASTM F1375。表面缺陷将使用 SEM 来计数、测量和分析。必要时可通过 EDX 来识别基础材料和任何包合材料或污染物。

表面组成


俄歇电子能谱 (AES) 分析用于根据 SEMSPEC 91060573A-STD 测试方法确认耐腐蚀的钝化三氧化二铬层已形成。该 AES 分析测量铁、铬、碳、氧和镍。在前 100 Å (10 nm) 内,铬铁原子百分比必须达到 1.5,即大于或等于该值。为确认清洁和冲洗流程是否彻底,将验证以下污染物的表面数量:
钙、钠、磷、氯、硫和氧化硅。

水分分析


Ham-Let 采用高灵敏度(0.1 ppb 水分含量)水分放气测试来监控干燥流程的一致性。产品在干燥的受控室内进行测试。使用超净氮气进行持续净化可确保无污染。氮气以 1 L/分钟的速率和 30 psi (2 bar) 的仪表压力(根据 ASTM F1397)通过测试组件,一旦测试件已经干燥,将继续烘烤序列。

氦检漏测试


Ham-Let 根据 ASTM E98 方法 A,利用超净流程进行氦检漏测试。UHP 产品在 10 级环境中进行测试。

表面密封管件:对样品进行氦检漏测试以确保它们组装后在高达 3 x 10-11 cm3 /s 的速率下可防漏。

颗粒影响测试


Ham-Let 对管件的测试显示,通过使用颗粒计数器进行的测量,0.01 微米和更大颗粒不超过 4 个。
测试是根据 Semaspec 标准 90120390 B 来进行的。

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