Forno tubolare
Forno a tubo a tre zone da 1100°C con tubo al quarzo da 8,5 a 11 pollici di diametro esterno e flange per vuoto per la lavorazione di wafer di grandi dimensioni
Numero articolo: TU-39
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Panoramica del prodotto
Questo sistema di trattamento termico ad alta capacità è progettato specificamente per la lavorazione di wafer a semiconduttori su larga scala, la ricerca avanzata sui materiali e i trattamenti termici di grado industriale. Integrando una massiccia configurazione di riscaldamento a tre zone con tubi al quarzo di grande diametro, l'apparecchiatura fornisce un ampio volume di lavorazione senza sacrificare la precisione termica richiesta per cicli sensibili di deposizione chimica da vapore (CVD) o ricottura. L'unità è progettata per funzionare in continuo a 1100°C, fornendo una piattaforma robusta per ambienti di laboratorio ad alto rendimento e linee di produzione pilota che richiedono risultati ripetibili e atmosfere ad alta purezza.
Rivolgendosi ai settori dei semiconduttori, aerospaziale e dello stoccaggio energetico, questa apparecchiatura eccelle in applicazioni che vanno dalla diffusione dei wafer all'ottimizzazione strutturale dei materiali catalizzatori. Il design a tre zone consente la creazione di gradienti termici precisi o di una zona di riscaldamento uniforme significativamente estesa, fondamentale per la lavorazione di substrati più grandi o campioni multipli simultaneamente. Questa versatilità rende il sistema una pietra miliare per le strutture focalizzate sull'ampliamento della sintesi dei materiali, dagli esperimenti da banco ai prototipi pronti per l'industria.
Costruito con la priorità all'affidabilità, il forno utilizza un involucro in acciaio a doppio strato e un isolamento avanzato in fibra di allumina per garantire sicurezza operativa ed efficienza energetica. L'inclusione di flange ermetiche in acciaio inossidabile raffreddate ad acqua consente operazioni ad alto vuoto e processi in atmosfera controllata, assicurando che anche i processi metallurgici o chimici più esigenti siano contenuti in un ambiente stabile e pulito. Questo sistema rappresenta un investimento significativo in durata, offrendo prestazioni a lungo termine sotto rigorosi programmi di R&S.
Caratteristiche principali
- Controllo termico indipendente a tre zone: Il sistema presenta tre zone di riscaldamento distinte, ciascuna di 300 mm di lunghezza, controllate da singoli controller programmabili PID. Ciò consente una lunghezza di riscaldamento totale di 900 mm (circa 35,4"), offrendo all'operatore la flessibilità di stabilire una zona a temperatura costante di 600 mm o complessi gradienti termici richiesti per processi specializzati di trasporto di vapore.
- Integrazione di quarzo di grande formato: In grado di ospitare tubi al quarzo che vanno da 8,5" (216 mm) a 11" (279 mm) di diametro esterno, il forno accoglie portawafer su larga scala e componenti industriali sovradimensionati. Questa capacità ad alto volume è rara nei forni a tubo su scala di laboratorio, colmando il divario tra la ricerca su piccola scala e la produzione industriale completa.
- Elementi riscaldanti FeCrAl ad alte prestazioni: Fili resistivi di alta qualità in ferro-cromo-alluminio (FeCrAl) sono incorporati strategicamente all'interno dell'isolamento in fibra di allumina refrattaria. Questi elementi sono scelti per la loro eccezionale resistenza all'ossidazione e alla fatica termica, garantendo una lunga durata anche quando sottoposti frequentemente a cicli alle massime temperature operative.
- Sigillatura sottovuoto ermetica avanzata: Il forno è dotato di una coppia di flange in acciaio inossidabile incernierate e raffreddate ad acqua. Queste flange presentano vacuometri integrati, valvole a spillo e porte KF40, consentendo al sistema di raggiungere livelli di vuoto fino a 5e-2 torr con una pompa meccanica, o superiori con sistemi di turbo-pompaggio opzionali.
- Isolamento termico superiore e sicurezza: Un involucro in acciaio a doppio strato con raffreddamento ad aria integrato assicura che la temperatura della superficie esterna rimanga inferiore a 70°C durante il picco di funzionamento. L'uso di isolamento in fibra di allumina ad alta purezza riduce al minimo la perdita di calore e il consumo energetico, mantenendo al contempo elevati tassi di riscaldamento e raffreddamento fino a 10°C/min.
- Strumentazione PID di precisione: Ogni zona è monitorata da doppie termocoppie di tipo K e gestita da un controller programmabile a 30 segmenti con una precisione di +/- 1°C. Questo livello di controllo è essenziale per prevenire il superamento termico e garantire l'integrità di substrati delicati durante lunghi passaggi di ricottura o diffusione.
- Capacità robuste di gestione dei gas: L'assemblaggio della flangia include valvole a spillo in acciaio inossidabile e porte a connessione rapida, facilitando l'introduzione di gas inerti o reattivi. Ciò rende il sistema ideale per processi a atmosfera controllata in cui il flusso di gas e la pressione devono essere rigorosamente mantenuti.
- Ottimizzato per la lavorazione di wafer: Il design supporta blocchi deflettori in quarzo opzionali e portawafer specializzati (fino a 8" per le varianti di tubo più grandi), rendendolo una soluzione chiavi in mano per processi di ricottura, ossidazione e diffusione di semiconduttori.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio principale |
|---|---|---|
| Ricottura di wafer a semiconduttori | Trattamento ad alta temperatura di wafer di silicio o semiconduttori composti per riparare difetti cristallini e attivare i droganti. | Uniformità superiore su grandi diametri (fino a 11") che garantisce proprietà elettriche costanti. |
| Sintesi di materiali catalizzatori | Facilita l'ordinamento strutturale e la grafitizzazione di carbonio drogato con azoto e siti di cluster Co-N a 1100°C. | Maggiore stabilità e distribuzione uniforme dei siti attivi per migliori valori di corrente limite. |
| CVD atmosferica | Deposizione chimica da vapore di film sottili su vari substrati utilizzando flussi di gas controllati e calore elevato. | Il controllo preciso a tre zone consente i gradienti di temperatura necessari per guidare le reazioni dei precursori. |
| Calcinazione di polveri su larga scala | Decomposizione termica di materiali o rimozione di frazioni volatili da grandi lotti di polveri industriali. | Il tubo al quarzo ad alto volume consente un throughput significativo per lotto rispetto ai forni da laboratorio standard. |
| Ricerca sulle batterie allo stato solido | Sinterizzazione di elettroliti ceramici e materiali per elettrodi in condizioni di vuoto controllato o inerti. | La sigillatura ermetica previene la contaminazione e garantisce lo sviluppo di materiali ad alta purezza. |
| Test di materiali aerospaziali | Sottoporre leghe avanzate e compositi ad ambienti ossidativi ad alta temperatura per simulare le condizioni di volo. | L'affidabile funzionamento continuo a 1100°C fornisce la durata richiesta per test di fatica a lungo termine. |
| Crescita di nanotubi di carbonio | Sintesi su larga scala di CNT attraverso la decomposizione termica di gas idrocarburici su substrati catalizzatori. | La zona di riscaldamento uniforme estesa (600mm) massimizza la resa di nanotubi di alta qualità per ciclo. |
Specifiche tecniche
| Parametro | TU-39-8.5 | TU-39-11 |
|---|---|---|
| Dimensioni tubo al quarzo | 216 DE x 206 DI x 1300mm L (8.5" x 8.1" x 51") | 279 DE x 269 DI x 1300mm L (11" x 10.6" x 51") |
| Dimensione massima portawafer | Portawafer da 6" | Portawafer da 8" |
| Requisiti di alimentazione | 208-240VAC, 1-Fase, 50/60 Hz, 40 A | 208-240VAC, 1-Fase, 50/60 Hz, 40 A |
| Temperatura massima | 1200°C (< 1 ora) | 1200°C (< 1 ora) |
| Temp. di lavoro continua | 1100°C | 1100°C |
| Lunghezza riscaldamento | 900 mm (Totale) / 300mm + 300mm + 300mm | 900 mm (Totale) / 300mm + 300mm + 300mm |
| Lunghezza zona uniforme | 600 mm (+/- 3°C @ 800°C) | 600 mm (+/- 3°C @ 800°C) |
| Tasso di riscaldamento/raffreddamento | Max. 10°C/min | Max. 10°C/min |
| Controllo temperatura | Tre controller PID, 30 segmenti | Tre controller PID, 30 segmenti |
| Precisione di controllo | +/- 1°C | +/- 1°C |
| Tipo di termocoppia | Doppia tipo K per zona | Doppia tipo K per zona |
| Flange per vuoto | Acciaio inossidabile raffreddato ad acqua (incernierate) | Acciaio inossidabile raffreddato ad acqua (incernierate) |
| Livello di vuoto | < 5e-2 torr (Pompa meccanica) | < 5e-2 torr (Pompa meccanica) |
| Pressione massima | ≤ 3 psig | ≤ 3 psig |
| Costruzione guscio | Acciaio a doppio strato con raffreddamento ad aria | Acciaio a doppio strato con raffreddamento ad aria |
| Requisito acqua refrigerata | >16 L/min, 5-30 °C, <80 psig | >16 L/min, 5-30 °C, <80 psig |
Perché scegliere questo forno a tubo a tre zone
- Throughput di grado industriale: La rara combinazione di capacità del tubo con diametro esterno di 11" e una lunghezza di riscaldamento di 900mm consente ai ricercatori di lavorare substrati di grandi dimensioni o volumi elevati di materiale che solitamente richiedono apparecchiature su scala industriale.
- Ingegneria di precisione: Con il controllo PID a tripla zona e una precisione di +/- 1°C, questo sistema fornisce la stabilità termica necessaria per la scienza dei materiali riproducibile e la fabbricazione di semiconduttori.
- Sicurezza e stabilità avanzate: Il design dell'involucro a doppia parete e le flange raffreddate ad acqua garantiscono un ambiente di laboratorio sicuro e proteggono le guarnizioni interne del sistema durante cicli ad alta temperatura e lunga durata.
- Integrità dell'alto vuoto: Progettato con flange ermetiche incernierate e porte KF40, il sistema è progettato per processi ad alta purezza che richiedono livelli di vuoto fino a 5e-2 torr, rendendolo adatto per ambienti in camera bianca.
- Opzioni di controllo personalizzabili: Oltre alla configurazione PID standard, questa unità può essere aggiornata con controller della serie Eurotherm 3000 e software basato su Labview per l'editing avanzato delle ricette e la registrazione automatizzata dei dati.
Il nostro team tecnico è pronto ad assistervi con configurazioni personalizzate o requisiti di processo specifici per garantire che questo sistema soddisfi esattamente le vostre esigenze di R&S o di produzione. Contattateci oggi per un preventivo dettagliato o per discutere le vostre specifiche di trattamento termico.
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