半导体与真空设备制造

不锈钢真空部件电解抛光服务

自有产线电解抛光,内表面可达 Ra < 0.4 µm——这一步决定了腔体是能进入超高真空,还是永远卡在高真空。

电解抛光不是做外观的装饰工序。在真空腔体上,它去除机械加工形成的变形层,剥离嵌入表面的铁和硫,并削减会吸附水汽的真实表面积。一个持续放气的腔体,焊缝做得再好也进不了超高真空。

电解抛光对真空的意义,不只是好看

机械抛光只是把金属抹平,而不是去除,会留下一层带嵌入污染物的变形层(Beilby 层)。这层材料是氢和水汽的储存库。电解抛光以阳极溶解的方式把它去掉,通常去除 20–40 µm,并留下一层富铬的钝化表面。结果是真实表面积与表观表面积之比下降,抽气更快,极限压力更低。

厂内自控的环节

电解抛光与钝化都在我们自己的厂房完成,不转包外协。这一点关键有两处:表面处理属于尺寸与洁净度链条中的一环,交给第三方就会丢失可追溯性;另外,腔体在氦检漏后需要返工时,返修周期是几天,而不是几周。

我们通常执行的规格

内表面接触介质区域 Ra < 0.4 µm,去除量 20–40 µm,复杂型面上电流密度均匀,处理后清洗并干燥,避免残留产生水渍。内焊缝余高在抛光前先打磨齐平,避免电解抛光把接缝处的台阶放大。

材料

304、304L、316、316L 和 316LN 不锈钢,以及客户指定改走化学转化膜或阳极氧化路线的铝合金。316L 是超高真空半导体腔体的默认选择,316LN 用于要求低磁导率的场合。不锈钢板材牌号对应 GB/T 3280(冷轧板)与 GB/T 4237(热轧板)。

参考对照表

表面处理方式与典型真空性能对照

内表面处理方式典型 Ra典型极限压力放气表现
焊态,不做处理3–6 µm仅高真空高——焊缝氧化皮与嵌入污染物
机械抛光0.8–1.6 µm高真空(HV)中等——抹平层仍吸附水汽
玻璃砂喷砂 + 清洗1.0–2.0 µm配合烘烤可达 HV 至 UHV中等——取决于砂料目数与清洗
电解抛光< 0.4 µm配合烘烤可达 UHV低——变形层已去除,表面富铬
电解抛光 + 400 °C 烘烤< 0.4 µmUHV,可达最低水平最低——封口前表面水已驱除

自有可控工序

常见问题

真空腔体为什么要做电解抛光?

它通过阳极溶解去掉表面 20–40 µm 的材料,把机加工和机械抛光留下的变形层一起带走。这层材料会吸附水汽和氢,去掉之后放气降低,腔体在烘烤后才有机会进入超高真空。

电解抛光能把放气降低多少?

决定放气的是表面层,不是母材本体。去掉变形层并在表面富集铬之后,水汽脱附速率通常能降低一个数量级——这正对应“抽几个小时”和“抽好几天”的差别。

电解抛光是你们自己做的吗?

是。电解抛光和钝化都在我们自己的厂房完成,表面质量、尺寸验证和氦检漏留在同一条可追溯链条里,返工也不必再等外协周期。

大型腔体也能做电解抛光吗?

可以。我们的龙门加工范围是 12 m × 4 m × 2 m,电解抛光槽体也按此配套,大型焊接件不必为了做表面处理而分段。

电解抛光和钝化是一回事吗?

不是。钝化是用化学方法去除表面的游离铁,但并不去除变形层;电解抛光会去除材料并整平表面。做超高真空通常选电解抛光,必要时再补一道钝化清洗。

相关能力

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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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面向不锈钢与铝合金组件的真空钎焊:不用钎剂、不生成氧化皮,焊后无需清洗,服役中也没有残留钎剂向腔体内持续放气。钎料按客户烘烤温度选型,接头用氦质谱检漏验证,而不是靠肉眼判断。
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半导体真空腔体
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KF(NW)、ISO-K 与 ISO-F 真空法兰精密加工,材质 304/316L 不锈钢与铝合金,规格自 KF10 至 ISO 630,O 型圈槽与密封面同序配对加工,中心圈与卡爪按标准配作,密封面不留周向
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真空馈通法兰加工
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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用于电池电芯、树脂与材料除气的 316L 真空除气腔:内表面电解抛光,配 ISO-KF 法兰接口,密封件按工艺蒸气选型,内部几何可完全排净、不留积液死角,便于换产品清洗,逐台氦检漏并做高真空性能验证。
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