一种超高真空腔体的研磨工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超高真空腔体的研磨工艺，包括预清洗、一次电解抛光、二次电解抛光、二次高压清洗、中和处理和三次高压清洗，为了进一步提高超高真空腔体的表面美观效果，还包括后续的对腔体密封面的精细研磨工序、四次高压清洗和干燥，经处理后的超高真空腔体结构面粗糙度能达到Ra 0.8～1.5的范围，有效减少表面波纹，且纹理朝向和线条粗细均一致，杂质释放气体量少，提高了超高真空腔体构件的表面质量，有效保证了超高真空腔体构件结构面的密封性。

A Grinding Process for Ultra-High Vacuum Cavity

The invention discloses a grinding process for ultra-high vacuum chamber, which includes pre-cleaning, primary electropolishing, secondary electropolishing, secondary high pressure cleaning, neutralization treatment and three high pressure cleaning. In order to further improve the surface aesthetic effect of ultra-high vacuum chamber, it also includes following fine grinding process, four high pressure cleaning and drying, and after treatment of ultra-high pressure. The surface roughness of high vacuum cavity can reach Ra 0.8-1.5 range, effectively reduce surface ripple, and the texture orientation and line thickness are consistent, impurities release less gas, improve the surface quality of ultra-high vacuum cavity components, effectively ensure the sealing of ultra-high vacuum cavity components.

【技术实现步骤摘要】
一种超高真空腔体的研磨工艺
本专利技术涉及真空腔体表面处理工艺
，具体涉及一种超高真空腔体的研磨工艺。
技术介绍
在半导体系统设备中，为满足半导体制造工艺所需要的特定压强条件，该系统必须满足良好的密封性。其中，超高真空腔体是半导体系统设备中一个很重要的部件，它的密封性良好与否对系统是否满足所需条件起关键性作用。超高真空腔体结构面的粗糙度、洁净度是影响超高真空腔体密封性能的关键指标，而超高真空腔体的表面研磨工艺与超高真空腔体结构面的密封性能直接相关。对超高真空腔体结构面密封性能的控制和优化旨在满足超高真空腔体对超高真空度的严格要求，其中对超高真空腔体结构面进行研磨工艺的优化，以减少超高真空腔体表面杂质的残留，是实现超高真空腔体结构面密封性能的主要技术手段，因为在高真空环境下，杂质及污垢会气化为气体分子，从而会一定程度的降低真空腔体的真空度，所以超高真空腔体结构面的光洁度越高，超高真空腔体的真空度越好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种超高真空腔体的研磨工艺，经处理后超高真空腔体的粗糙度能达到Ra0.8～1.5的范围，有效减少了腔体密封面的表面波纹，且纹理朝向和线条粗细均一致，杂质释放气体量少，提高了超高真空腔体构件的表面质量，有效保证了超高真空腔体构件结构面的密封性。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种超高真空腔体的研磨工艺，超高真空腔体所用材质为SUS304不锈钢，包括如下操作步骤：S1：预清洗，首先采用水溶性碱性清洁剂对真空腔体的密封面进行擦洗，然后采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行一次高压清洗，并干燥；S2：一次电解抛光，一次电解抛光工序中采用硫酸和磷酸的混合液作为一次电解液，电解温度为50～80℃，电解时间为0.5～2min，其中硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硫酸和磷酸的体积比为1∶2～2.5；S3：二次电解抛光，二次电解抛光工序中采用硝酸、硫酸和磷酸的混合液作为二次电解液，电解温度为60～90℃，电解时间为1～5min，其中硝酸的密度为1.50g/mL、硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硝酸、硫酸和磷酸的体积比为0.8～1.0∶1∶2～2.5；S4：二次高压清洗，采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行二次高压清洗；S5：中和处理，采用一定质量分数的碳酸钠水溶液对真空腔体的密封面进行中和处理；S6：三次高压清洗和干燥，采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行三次高压清洗，并干燥。本专利技术研磨工艺首先对超高真空腔体结构面表面采用碱性清洁剂进行清洗，有效去除了腔体表面的油性污渍，保证了后续一次电解抛光工序的工作效率和电解液的使用寿命；一次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进行初步抛光，去除了超高真空腔体结构面的焊接飞溅渣滓、夹渣、表面氧化膜，二次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进一步抛光，有效减少了真空腔体结构面的表面波纹，同时保证了超高真空腔体结构面的光洁度，提高了超高真空腔体结构面的密封性；中和处理工序有效消除了两次电解抛光工序残留至超高真空腔体结构面的电解液对超高真空腔体结构面的腐蚀作用；三次高压清洗采用纯水，有效清洗掉超高真空腔体结构面残留的碳酸钠溶液，保证了超高真空腔体结构面的洁净度；干燥工序保证了超高真空腔体成品的干燥性能。为了有效去除超高真空腔体结构面的灰尘和油污，优选的技术方案是，所述步骤S1中的水溶性碱性清洁剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合水溶液，其中碳酸钠的质量百分数为2～5％、氢氧化钠的质量百分数为1～2％。为了保证一次电解抛光工序和二次电解抛光工序的工作时效性，进一步优选的技术方案还有，所述步骤S2中一次电解抛光和S3中二次电解抛光工序中所用的电解装置的直流电源均是由可控硅整流器提供的，其中直流电压为15±5V，电流为30000～35000A。为了有效中和两次电解抛光工序残留至超高真空腔体结构面的酸性电解液，进一步优选的技术方案还有，所述步骤S5中碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量百分数为20～30％。其中，碳酸钠水溶液不仅能有效中和酸性电解液，同时碳酸钠水溶液还便于水洗清楚，便于后续清洗工作的进行。为了保证超高真空腔体成品的美观效果，进一步优选的技术方案还有，在所述步骤S6的干燥工序后还包括对腔体密封面的精细研磨工序、四次高压清洗和干燥，所述四次高压清洗采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行清洗。其中，四次高压清洗和干燥保证了成品的洁净度和干燥性能。为了进一步保证超高真空腔体成品的美观效果，进一步优选的技术方案还有，所述精细研磨工序为拉丝处理，拉丝处理后真空腔体密封面上纹理的朝向和粗细均一致。拉丝处理后的超高真空腔体成品具有美观的纹理效果，提升了产品的美观效果。为了保证每一步操作工序中超高真空腔体的洁净度，并为下一步工序做好清洁准备，优选的技术方案还有，所述一次高压清洗、二次高压清洗、三次高压清洗和四次高压清洗中水体压力均为150～170Bar。为了保证超高真空腔体成品表面的干燥性能，进一步优选的技术方案还有，所述干燥方式为热风干燥，干燥温度为100～150℃。本专利技术的优点和有益效果在于：1、本专利技术研磨工艺首先对超高真空腔体结构面表面采用碱性清洁剂进行清洗，有效去除了腔体表面的油性污渍，保证了后续一次电解抛光工序的工作效率和电解液的使用寿命；一次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进行初步抛光，去除了超高真空腔体结构面的焊接飞溅渣滓、夹渣、表面氧化膜，二次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进一步抛光，有效减少了真空腔体结构面的表面波纹，同时保证了超高真空腔体结构面的光洁度，提高了超高真空腔体结构面的密封性；中和处理工序有效消除了两次电解抛光工序残留至超高真空腔体结构面的电解液对超高真空腔体结构面的腐蚀作用；三次高压清洗采用纯水，有效清洗掉超高真空腔体结构面残留的碳酸钠溶液，保证了超高真空腔体结构面的洁净度；干燥工序保证了超高真空腔体成品的干燥性能。2、所述步骤S1中的水溶性碱性清洁剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合水溶液，其中碳酸钠的质量百分数为2～5％、氢氧化钠的质量百分数为1～2％，有效去除了超高真空腔体结构面的灰尘和油污，保证了下一步的电解抛光工序的工作效率。3、所述步骤S2中一次电解抛光和S3中二次电解抛光工序中所用的电解装置的直流电源均是由可控硅整流器提供的，其中直流电压为15±5V，电流为30000～35000A，保证一次电解抛光工序和二次电解抛光工序的工作时效性。4、所述步骤S5中碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量百分数为20～30％。碳酸钠水溶液不仅能有效中和酸性电解液，同时碳酸钠水溶液还便于水洗清楚，便于后续清洗工作的进行。5、在所述步骤S6的干燥工序后还包括对腔体密封面的精细研磨工序、四次高压清洗和干燥，所述四次高压清洗采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行清洗。保证超高真空腔体成品的美观效果，四次高压清洗和干燥保证了成品的洁净度和干燥性能。6、所述精细研磨工序为拉丝处理，拉丝处理后真空腔体密封面上纹理的朝向和线条粗细均一致。拉丝处理后的超高真空腔体成品具有美观的纹理效果，提升了产品的美观效果。7、所述一次高压清洗、二次高压清洗、三次高压清洗和四次高压清洗中水体压力均为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高真空腔体的研磨工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：S1：预清洗，首先采用水溶性碱性清洁剂对真空腔体的密封面进行擦洗，然后采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行一次高压清洗，并干燥；S2：一次电解抛光，一次电解抛光工序中采用硫酸和磷酸的混合液作为一次电解液，电解温度为50～80℃，电解时间为0.5～2min，其中硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硫酸和磷酸的体积比为1∶2～2.5；S3：二次电解抛光，二次电解抛光工序中采用硝酸、硫酸和磷酸的混合液作为二次电解液，电解温度为60～90℃，电解时间为1～5min，其中硝酸的密度为1.50g/mL、硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硝酸、硫酸和磷酸的体积比为0.8～1.0∶1∶2～2.5；S4：二次高压清洗，采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行二次高压清洗；S5：中和处理，采用一定质量分数的碳酸钠水溶液对真空腔体的密封面进行中和处理；S6：三次高压清洗和干燥，采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行三次高压清洗，并干燥。

【技术特征摘要】
1.一种超高真空腔体的研磨工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：S1：预清洗，首先采用水溶性碱性清洁剂对真空腔体的密封面进行擦洗，然后采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行一次高压清洗，并干燥；S2：一次电解抛光，一次电解抛光工序中采用硫酸和磷酸的混合液作为一次电解液，电解温度为50～80℃，电解时间为0.5～2min，其中硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硫酸和磷酸的体积比为1∶2～2.5；S3：二次电解抛光，二次电解抛光工序中采用硝酸、硫酸和磷酸的混合液作为二次电解液，电解温度为60～90℃，电解时间为1～5min，其中硝酸的密度为1.50g/mL、硫酸的密度为1.80g/mL、磷酸的密度为1.84g/mL，硝酸、硫酸和磷酸的体积比为0.8～1.0∶1∶2～2.5；S4：二次高压清洗，采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行二次高压清洗；S5：中和处理，采用一定质量分数的碳酸钠水溶液对真空腔体的密封面进行中和处理；S6：三次高压清洗和干燥，采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行三次高压清洗，并干燥。2.如权利要求1所述的超高真空腔体的研磨工艺，其特征在于，所述步骤S1中的水溶性碱性清...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿建强，黄仕强，
申请(专利权)人：江阴市光科光电精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32