Explication des raccords à étanchéité de surface haute pureté

Pourquoi les raccords à étanchéité de surface pour le vide sont parfaitement adaptés aux applications haute pureté du secteur des semi-conducteurs

Masroor Malik, responsable du marché des semi-conducteurs, Swagelok

Pour les fabricants de semi-conducteurs, qui sont engagés dans une quête sans fin pour obtenir des nœuds de traitement toujours plus petits, le maintien des processus de propreté devient de plus en plus difficile. Pour répondre à ces besoins en constante évolution, les fabricants doivent créer des environnements de production d’une précision et d’une propreté sans compromis, et les OEMs doivent développer des équipements toujours plus performants pour répondre à ces exigences.

Dans les applications les plus exigeantes comme, par exemple, les systèmes fluides très haute pureté qui mettent en œuvre des gaz inertes ou spéciaux, le choix des raccords est primordial pour les OEMs. Bien que les systèmes très haute pureté soient souvent soudés pour limiter les risques de fuite, certains raccordements doivent être régulièrement réassemblés lors du remplacement d’un raccord ou d’opérations de maintenance. Cependant, à cause des conditions d’exploitation et de la nature corrosive de certains fluides utilisés dans les procédés de fabrication modernes, les raccords traditionnels avec joints toriques en élastomère peuvent ne plus convenir en raison d’une incompatibilité des matériaux. En attendant, l’étanchéité reste d’une importance capitale. Les fuites peuvent être dangereuses, peuvent contaminer l’environnement très haute pureté et peuvent coûter cher au fabricant en termes de perte de revenus et de dépenses de maintenance.

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Dans ces applications, les raccords à étanchéité de surface pour le vide peuvent être une solution. Par rapport aux raccords traditionnels, cette technologie offre la fiabilité d’une étanchéité métal sur métal, assurant une performance supérieure aussi bien au vide qu'à des pressions de design positives. Les raccords à étanchéité de surface pour le vide contribuent également à améliorer la propreté générale en limitant les zones de rétention du fluide. Faciles à installer, ils permettent aussi d'améliorer l’efficience des opérations de production et de maintenance.

Une étanchéité sans compromis

Les raccords à étanchéité de surface pour le vide ont d’abord été développés dans les années 1960 pour des systèmes à ultravide – des systèmes innovants qui ont révolutionné la recherche scientifique dans le domaine du nucléaire. Aujourd’hui, leur capacité à maintenir une étanchéité supérieure avec des fluides hautement toxiques, corrosifs et inflammables en font le raccord idéal pour certaines des applications les plus répandues dans la fabrication des semi-conducteurs.

Un raccord à étanchéité de surface pour le vide est formé par deux embouts dont la portée est hautement polie, qui déforment un joint métallique sous l’action de serrage de l'écrou mâle et de l'écrou femelle, afin d'atteindre des niveaux de performance très élevés. L’étanchéité est assurée au niveau du contact entre le joint métallique et la surface des embouts, d’où le nom du raccord. Comme l’étanchéité est réalisée lorsque les portées des embouts pénètrent dans le joint métallique, le matériau du joint doit toujours être plus doux que celui des embouts. Cette déformation permet de conserver l'état de surface de la portée des embouts, un élément essentiel pour l’étanchéité du raccord. Il est important de protéger la portée polie des embouts chaque fois que les raccords doivent être démontés. Dans des conditions de fonctionnement normales, le joint est entièrement balayé par le gaz s’écoulant à travers le raccord, ce qui le rend facile à purger et idéal pour des systèmes où les volumes piégés et les volumes morts doivent être évités.

La capacité des raccords à étanchéité de surface pour le vide à assurer une étanchéité supérieure fait de ces raccords des composants à idéaux pour certaines des applications les plus importantes dans la fabrication des semi-conducteurs.

En plus d'assurer une étanchéité fiable, les raccords à étanchéité de surface pour le vide sont conçus de manière à éliminer les zones susceptibles de piéger des contaminants, en comparaison des raccords pour tubes traditionnels. Étant donné que les procédés Ultra Haute Pureté pour semi-conducteurs contiennent des gaz qui vont finalement circuler en aval et être exposés au wafer dans la chambre de traitement, toute possibilité de garantir la propreté et la pureté est précieuse. Les raccords à étanchéité de surface pour le vide offrent le niveau de propreté exceptionnel qu’exigent de tels environnements de production. Certains fournisseurs peuvent apporter des améliorations supplémentaires. Par exemple, des aciers inoxydables de qualité supérieure avec des teneurs élevées en nickel et en chrome peuvent encore renforcer la résistance à la corrosion, tandis que des traitements de surface comme l'électroplissage laisseront une couche de passivation qui améliorera la propreté.

Une simplification de l'installation et de la maintenance

Les procédures de maintenance et d’entretien des systèmes très haute pureté doivent être accomplies rapidement et causer un minimum de perturbations dans le fonctionnement des installations, car dans le monde de la fabrication des semi-conducteurs, le temps, c’est de l’argent.

Faciles à démonter et à réassembler, les raccords à étanchéité de surface pour le vide offrent des avantages en termes d’efficacité et d’entretien pour des applications très haute pureté dans lesquelles un point de connexion-déconnexion est nécessaire. L’installation est simple et peut être effectuée avec des outils courants. Tout d’abord, les écrous du raccord sont vissés jusqu'au serrage manuel. Ensuite, l’écrou mâle est maintenu en place tandis que l’on serre l’écrou femelle en effectuant 1/8 de tour (45°) supplémentaire au-delà de la position de serrage manuel à l’aide d’une clé (ou de 1/4 de tour soit 90° si le joint utilisé est en cuivre). Lorsque le raccord doit être réassemblé, les techniciens doivent retirer le joint usagé et le remplacer par un neuf, puis suivre à nouveau les mêmes consignes de montage. La simplicité de cette procédure de montage offre une efficience au moment de l’installation initiale, mais également lors des opérations de maintenance ultérieures, ce qui permet aux utilisateurs de relancer la production plus rapidement.

Regardez comment installer un raccord à étanchéité de surface pour le vide

Les raccords à étanchéité de surface pour le vide sont un choix idéal pour des systèmes très haute pureté nécessitant fiabilité et facilité d’entretien. Si vous décidez de choisir ces raccords pour votre système, il est également important de travailler avec le bon fournisseur.

Swagelok possède un héritage d'innovation dans les systèmes fluides destinés aux applications du secteur des semi-conducteurs, qui remonte aux débuts de la Silicon Valley. Nos raccords à étanchéité de surface avec joint métallique VCR^® ont été conçus spécifiquement pour répondre aux défis particuliers posés par la manipulation et la distribution des gaz très haute pureté qui traversent les installations des fabricants jusqu'aux outils de fabrication de puces des OEMs.

Nous comprenons les difficultés rencontrées au quotidien dans un environnement de production de semi-conducteurs et nous sommes ravis de partager nos connaissances avec nos clients. Nous proposons des formations complètes sur nos raccords VCR, leurs caractéristiques de conception et les situations dans lesquelles ils peuvent être utilisés avec le plus d’efficacité. Les participants peuvent également apprendre comment installer chaque type de raccord de manière efficace et comment résoudre d’éventuels problèmes.

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