半导体与真空设备制造

CF(ConFlat)法兰加工

刀口型 CF 法兰自有产线加工——可烘烤至 450 °C,适用压力进入 10⁻¹³ Torr 区间,常规尺寸和非标几何形状均可做。

ConFlat 是唯一能进入真正超高真空的法兰系列,靠的是刀口压溃无氧铜垫圈。所以全部负担都落在两处加工特征上:刀口角度和螺栓孔位。任何一处做错,漏率都不是靠垫圈能补回来的。

CF 刀口密封到底怎么起作用

两片法兰之间夹一枚软态无氧铜垫圈。每片法兰都有一圈 70° 夹角的凸起刀口。螺栓拧紧时,刀口切入铜垫圈并局部冷焊,形成金属对金属的密封,气体通道里没有任何弹性体。因为没有高分子材料,接头可以烘烤到 450 °C,腔体也能达到 O 型圈根本承受不了的压力。

决定密封成败的尺寸

刀口夹角与刃口半径;垫圈座密封面的平面度与表面粗糙度;螺栓分布圆直径与孔数;以及垫圈槽深度。在大法兰上,螺栓孔位还必须均匀,因为螺栓载荷不均会让刀口倾斜,漏点会出现在相反的一侧。

常规尺寸与我们的加工范围

CF 法兰从规管接口上用的小尺寸 CF16、CF35,一直到大型腔体门上的 CF250 及更大规格。常规尺寸按公开图纸尺寸加工,腔体设计需要时也做非标尺寸和接口几何,包括带管嘴、可转动和盲板等变体。

材料

304L 是通用选择,切削性能好。316L 用于腐蚀性工艺环境。要求低磁导率时选 316LN。超高真空场合垫圈一律用无氧铜——氟橡胶和铝垫圈可用于较低温度工况,但要放弃烘烤能力。相应的不锈钢板材牌号见 GB/T 3280(冷轧板)与 GB/T 4237(热轧板)。

参考对照表

ConFlat 密封特性对照

项目ConFlat(CF)KF(NW)ISO-K / ISO-F
密封形式无氧铜垫圈 + 刀口弹性体 O 型圈弹性体 O 型圈
典型压力范围UHV,可至 ~1 × 10⁻¹³ Torr粗真空至高真空粗真空至高真空
烘烤温度可至 450 °C~150 °C(氟橡胶)~150–200 °C(氟橡胶)
可否重复使用垫圈每次更换O 型圈完好可重复使用O 型圈完好可重复使用
装配方式螺栓连接,高扭矩卡箍或卡爪螺栓或卡箍
典型用途UHV 腔体、束线、SEM前级管路、粗抽、维护接口较大 HV 接口、泵口

自有可控工序

常见问题

CF 法兰能承受多高的真空?

配无氧铜垫圈的 ConFlat 接头可进入超高真空区间,通常标称为优于 1 × 10⁻¹³ Torr。实际使用中的限制在腔体其余部分,而不在法兰本身。

CF 法兰螺栓要拧多大扭矩?

拧到刀口完全压入铜垫圈为准,均匀施加、对角交叉顺序上紧。具体数值取决于螺栓规格和垫圈材料——扭矩不足会让刀口只嵌入一部分,产生的漏点往往到烘烤之后才显现。

CF 垫圈能重复使用吗?

不能。刀口会让铜垫圈冷作硬化,用过的垫圈已经留下压痕,第二次密封不可靠。为省几个垫圈钱而重复使用,对一台要进超高真空的腔体来说是得不偿失。

CF 和 KF 怎么选?

凡是需要烘烤或必须保持超高真空的接头,用 CF。粗抽管路、规管接口和需要频繁拆装的位置用 KF——KF 装配快得多,O 型圈还能重复使用,但它承受不了超高真空所需的烘烤温度。

非标 CF 尺寸你们做吗?

做。常规尺寸按公开图纸尺寸加工,腔体几何需要时也做非标直径、带管嘴接口和非标螺栓孔位。

相关能力

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氦质谱检漏与漏率检测服务
面向真空腔体、焊接件与馈通件的氦质谱检漏服务,检测下限 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s。真空腔体、大型焊接件与馈通件逐台检测并出具记录,注明检测方法与漏率,随件交付,而不是只给一句口头保证。
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真空炉与真空热处理
真空热处理、真空钎焊与腔体真空烘烤除气(150–400 °C)服务:不锈钢与铝合金真空部件可按客户工艺曲线执行,全程记录炉温与工件温度,用于超高真空部件的除气处理,并逐件出具报告。
半导体真空腔体
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CF 与 KF 真空馈通法兰体加工:功率、热电偶、仪表与多针馈通件,法兰体、陶瓷座与导体孔一次装夹加工,安装面与法兰内孔保证同轴、避免偏心,成品按整体组件做氦质谱检漏,附检测记录。
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真空腔体制造与焊接:全焊透洁净氩弧焊(TIG),无微孔、无收弧弧坑,焊接工艺规程受控,氦检漏至 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s,电解抛光与钝化在厂内完成,焊后密封面再加工以保证平面度,逐台出具检漏记录。
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