半導體與真空製造

CF (ConFlat) 法蘭加工

廠內加工的刀口式 CF 法蘭 — 可烘烤至 450 °C,額定進入 10⁻¹³ Torr 範圍,標準尺寸與客製幾何皆可。

ConFlat 是唯一能達到真正 UHV 的法蘭系列,靠的是以刀口壓潰無氧銅墊圈。這把全部責任壓在兩個加工特徵上:刀口角度與螺栓孔位。任一項做錯,法蘭的漏率就不是任何墊圈補得回來的。

ConFlat 密封實際上是怎麼運作的

一片軟質無氧銅(OFHC)墊圈夾在兩片法蘭之間。每片法蘭都有一道 70° 夾角的凸起刀口。螺栓上緊時刀口切入銅墊圈,局部冷銲接,形成氣路中完全沒有彈性體的金屬對金屬密封。因為沒有高分子材料,接合可烘烤至 450 °C,腔體也能達到 O 型環承受不了的壓力。

決定密封成敗的尺寸

刀口夾角與刃口半徑;墊圈座面的平面度與表面粗糙度;螺栓圓直徑與孔數;以及墊圈溝槽深度。大型法蘭的螺栓配置還必須均勻,因為螺栓負載不均會讓刀口傾斜,漏點會出現在對側。

標準尺寸與我們的加工範圍

CF 法蘭從錶頭接管用的小型 CF16、CF35,一路到大型腔體門用的 CF250 以上。我們依公開尺寸加工標準規格,也能製作腔體設計所需的非標準尺寸與接管幾何,包括管狀、可旋轉與盲板等型式。

材料

304L 是通用選擇,切削性也好。316L 用於腐蝕性製程環境。需要維持低導磁率時指定 316LN。UHV 用的墊圈一定是銅 — Viton 與鋁墊圈雖可用於較低溫場合,但會失去烘烤能力。

參考表

ConFlat 密封特性

項目ConFlat (CF)KF (NW)ISO-K / ISO-F
密封型式銅墊圈+刀口彈性體 O 型環彈性體 O 型環
典型壓力範圍UHV,可至約 1 × 10⁻¹³ Torr粗真空至高真空粗真空至高真空
烘烤溫度最高 450 °C約 150 °C(Viton)約 150–200 °C(Viton)
可否重複使用每次更換墊圈O 型環無損可重複使用O 型環無損可重複使用
組裝方式螺栓鎖固,高扭力夾環或爪式夾螺栓或夾環
典型用途UHV 腔體、光束線、SEM前級管路、粗抽、維修接管較大 HV 接管、泵浦

廠內自製能力

常見問題

CF 法蘭可以承受多大壓力?

搭配銅墊圈時,ConFlat 接合額定可進入超高真空範圍,一般標示為優於 1 × 10⁻¹³ Torr。實務上的限制通常來自腔體其他部分,而不是法蘭本身。

CF 法蘭螺栓要鎖多緊?

要能在銅墊圈上完全壓入刀口,並且平均、採對角交叉順序施力。實際數值取決於螺栓尺寸與墊圈材質 — 扭力不足會讓刀口只壓入一部分,產生的漏點往往在烘烤後才出現。

CF 墊圈可以重複使用嗎?

不行。刀口會使銅材冷作硬化,用過的墊圈已經留下壓痕,第二次不可能可靠密封。為了省一點墊圈錢而重複使用,對一個必須達到 UHV 的腔體來說是因小失大。

CF 和 KF 該怎麼選?

只要接合處要烘烤或必須維持 UHV,就用 CF。粗抽管路、錶頭接管與經常拆裝的位置用 KF — KF 組裝快得多、O 型環也能重複使用,但無法烘烤到 UHV 溫度。

你們能加工非標準 CF 尺寸嗎?

可以。我們依公開尺寸加工標準規格,也能在腔體幾何需要時製作客製直徑、管狀接管與非標準螺栓孔位。

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