泛半导体铝合金腔体法兰解决方案（序）

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不锈钢材料因具有优异的耐腐蚀性、高机械强度和良好的焊接性能等特点，使其腔体在半导体制造、实验室研究、航天科技以及各类精密加工和分析仪器等领域中得到广泛应用。同时，基于不锈钢法兰的各种功能器件也应运而生。客户可以根据需求定制不锈钢真空腔体，并选购相同标准的不锈钢法兰（配置各种功能器件），实现灵活安装和配合使用。

然而，不锈钢腔体在以下几个方面面临挑战：首先，不锈钢腔体的重量较大，对相关载物台的要求也较高。其次，近年来对于降低真空制造成本的需求增加，铝合金逐渐成为真空腔体制造的**材料，但直接将铝合金与不锈钢进行焊接仍然具有挑战性。*后，不锈钢材料通常含有一定量的碳元素，这可能会导致真空环境中出现碳基气体污染。这些挑战在一定程度上都增加了不锈钢腔体在半导体领域应用的难度。

随着泛真空行业的发展，铝合金真空腔体在工业和科研领域，尤其是在半导体集成电路、光伏和显示面板制造等泛半导体行业中得到了广泛应用。铝合金腔体的制造已成为光伏半导体器件、高端液晶面板半导体以及功率半导体器件制造的关键核心工艺。那么，铝合金腔体为何有如此广泛的应用？

铝合金真空腔体的优势：

1、导热性

铝合金腔体的热传导系数很高（铝合金的导热系数为170-230 W/mK，不锈钢的导热系数为14-16 W/mK），可迅速将腔体内的热量传导至外部环境，从而快速平衡温度。这种优异的导热性能有助于提升真空腔体运行的稳定性和效率。

2、耐腐蚀性

铝合金腔体具有很强的抗腐蚀性能，能够在各种化学环境中长期稳定工作。这一特性使其特别适用于化工、医药和食品等具有高品质要求的生产领域。例如，尽管铝和不锈钢都可能受到反应性气体的侵蚀，然而铝具有不同的反应动力学，不会成为铁和镍污染的来源，可减少对IC电路制造的影响。

3、密封性

铝合金腔体具有良好的密封性能，可有效防止外部杂质和空气进入腔体内部。铝的氢渗透率优于不锈钢7个数量级，因此在高真空和超高真空环境中的氢气污染更少。此外，铝的漏气率也更低，能够实现更高的真空度(可达10-13 Torr)，避免对内部实验或制造工艺产生影响。该特性特别适合高精度实验、精密制造和半导体工艺等领域。

4、与泛半导体工艺兼容性

铝合金中的碳含量低于不锈钢，可减少碳基气体的污染。此外，铝合金的磁性更低，搭配316LN不锈钢，可降低真空中的磁性。如果用钛金属代替不锈钢，则能实现更低的磁导率，从而可用于对磁性要求较高的环境中，如同步辐射加速器。同时，铝的放射性衰变速度比不锈钢快得多，在受到相同通量的带电粒子轰击后，铝的残余放射性比不锈钢低1-2个数量级，使用铝制组件可减少半导体电路制造过程中产生的损坏。

5、成本较低

铝合金腔体的制造成本相对较低，在保证良好性能的同时可显著降低成本支出，这使得铝合金腔体在众多应用领域中备受青睐。

尽管铝合金具有诸多优点，铝合金法兰在应用时仍存在一些挑战。实现超高真空通常需要使用金属密封件，如铜、铝、镍等材料的垫圈，但铝的质地相对柔软，无法将铜垫片压变形以实现高真空环境。此外，现有的基于不锈钢法兰的真空零部件也无法直接使用，特别是一些功能器件，这极大地限制了铝合金腔体的应用。

针对上述问题，我们将在后续文章中提出相应的法兰解决方案供您参考和选择，敬请关注。

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