耐蚀/耐化学RF/EMI屏蔽金属螺旋管

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概述

耐化学性/耐腐蚀性螺旋垫片是一款高性能屏蔽垫片，即使在极端的化学及机械环境下也能保持稳定性能，尤其适用于半导体刻蚀设备、化学处理设备等同时要求耐腐蚀化学气体和高温（最高450 °C）条件的工业环境。


  • Co-Cr Alloy（R30003 / 钴铬合金）
    为非磁性（non-magnetic）钴基超合金，适用于MERIE、磁场辅助ICP腔体等要求垫片材料本身不得产生磁性、以免扭曲等离子体均匀性的部位的RF屏蔽。凭借优异的疲劳强度，即使在负载锁（Load Lock）舱门等频繁开合部位，也能长期保持弹簧接触压力，抑制微小缝隙（RF泄漏路径）的产生；同时具备–269 °C～500 °C的宽温度稳定性，从低温阱邻近部位到高温工艺腔体均可采用同一材质应对。
  • Ni-Mo Alloy（C-276 / 哈氏合金）
    为镍基合金，适用于持续暴露于Cl₂、BCl₃、HBr等卤素类等离子体及腐蚀性副产物（HCl、HF）环境下的腔体、狭缝阀接合部的RF屏蔽。对点蚀（pitting）、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）具有优异的抵抗性，可延缓因接触电阻上升而导致的屏蔽性能下降。凭借高强度和耐热性，即使在高温、高腐蚀环境下也能维持稳定的屏蔽路径，并在整个工艺寿命周期内长期保持接近初始屏蔽率（Shielding Quality）的性能。

主要特点

  • 强大的耐腐蚀性
    在氢氟酸气体、盐水、各类酸碱等腐蚀性化学环境下依然保持卓越性能
  • 优异的机械强度
    高抗拉强度、屈服强度，即使在高负载、反复负载环境下也能抑制变形和疲劳断裂
  • 宽温度范围适应性
    从低温（–269°C）到高温（500°C）均能保持稳定的耐腐蚀性和机械特性
  • 电磁屏蔽及电气稳定性
    低电阻可将EMI屏蔽及信号干扰降至最低
  • 耐久性与可靠性保障
    在氧化、点蚀（pitting）、蠕变（creep）、应力腐蚀开裂（SCC）等严苛环境下也能长期稳定使用

产品详情


形态

    螺旋弹簧垫片


  • 材质：Co-Cr Alloy（钴铬合金，R30003）、Ni-Mo Alloy（哈氏合金，C-276）
  • 外径（OD）：可按0.1mm为单位制作。
     例）品番中的数字即为垫片外径。012 = 1.2mm，024 = 2.4mm，095 = 9.5mm

产品种类

可组合以下选项进行选择：板材材质、回弹力、直径、芯材等。


板材材质 弹性（回弹力） 直径 芯材 形态
Co-Cr Alloy
(aka, Elgiloy® R30003)
Ni-Mo Alloy
(aka, Hastelloy® C-276)
* All materials are RoHS compliant.		 Standard
Moderate (2)
Low (3)		 1.0mm
to
10.0mm
(0.1mm increments)		 No Cord (A) String
(Cut-to-length)
O-Ring

* 上表为基本组合条件，可能存在O型圈尺寸限制、各弹性等级直径限制等制造工艺限制。

各板材材质特性及品番
  • Co-Cr Alloy
  • Ni-Mo Alloy

  • Co-Cr Alloy（钴铬合金 R30003）

    • Co-Cr Alloy（钴铬合金，R30003）最大的差异化特点是其非磁性（non-magnetic）特性。在MERIE或磁场辅助ICP系列腔体中，磁性垫片可能引起局部磁场畸变，从而影响等离子体均匀性；而Elgiloy不存在此风险，因此主要被用作磁场敏感工艺的RF/EMI屏蔽材料。
    • 钴基合金特有的优异疲劳强度，在同等应力下相较不锈钢具有更长的疲劳寿命，可在负载锁舱门等开合频率较高的部位长期保持弹簧记忆性，抑制微小缝隙（RF泄漏路径）的产生。
    • 对氢脆不敏感，即使在含HBr、H₂的等离子体化学环境（例如多晶硅栅极刻蚀）中也能保持机械可靠性，并凭借–269°C～500°C的宽温度稳定性，从低温阱邻近部位也可采用同一材质应对。

    品番清单

    Diameter Co-Cr Alloy (Elgiloy R30003, No Cord)
    mm inch Standard Force Moderate Force Low Force
    1.2 ±0.05 0.047” ±0.002” E-012AF E-012AF-2 n/a
    1.6 ±0.08 0.063” ±0.003” E-016AF E-016AF-2 n/a
    1.8 ±0.08 0.070” ±0.003” E-018AF E-018AF-2 n/a
    2.0 ±0.08 0.078” ±0.003” E-020AF E-020AF-2 n/a
    2.4 ±0.10 0.094” ±0.004” E-024AF E-024AF-2 E-024AF-3
    2.6 ±0.10 0.103” ±0.004” E-026AF E-026AF-2 E-026AF-3
    2.8 ±0.10 0.109” ±0.004” E-028AF E-028AF-2 E-028AF-3
    3.2 ±0.10 0.125” ±0.004” E-032AF E-032AF-2 E-032AF-3
    3.5 ±0.13 0.139” ±0.005” E-035AF E-035AF-2 E-035AF-3
    3.6 ±0.13 0.141” ±0.005” E-036AF E-036AF-2 E-036AF-3
    4.4 ±0.13 0.172” ±0.005” E-044AF E-044AF-2 E-044AF-3
    4.7 ±0.15 0.187” ±0.006” E-047AF E-047AF-2 E-047AF-3
    6.4 ±0.18 0.250” ±0.007” E-064AF E-064AF-2 E-064AF-3
    7.9 ±0.23 0.312” ±0.009” E-079AF E-079AF-2 E-079AF-3
    9.5 ±0.28 0.375” ±0.011” E-095AF E-095AF-2 E-095AF-3

    * 上表中未列出的尺寸，请咨询我司销售团队。


    * 垫片压缩25%时的Compression Force
       - Standard（标准弹性）～13 kgf/in
       - Moderate（中弹性）～5 kgf/in
       - Low（低弹性）～2 kgf/in

    耐化学性/耐腐蚀性测试


    测试样品 P/N：E-035AF

    测试项目 测试条件 外观 / 电阻 结果
    测试前 测试后
    高温 450℃高温烘箱内放置100小时 Co-Cr alloy high temperature test - before Co-Cr alloy high temperature test - after 外观：呈深蓝色变色
    电阻：几乎无变化
    0.009 Ω 0.010 Ω
    氢氟酸气体 玻璃瓶内加入20ml氢氟酸，暴露24小时 Co-Cr alloy fluoric gas test - before Co-Cr alloy fluoric gas test - after 外观：光泽度轻微下降
    电阻：无变化
    0.006 Ω 0.006 Ω
    盐水 5% NaCl，35℃条件下盐雾喷洒48小时 Co-Cr alloy salt spray test - before Co-Cr alloy salt spray test - after 外观：无变化
    电阻：无变化
    0.007 Ω 0.007 Ω

  • Ni-Mo Alloy（哈氏合金 C-276）

    • 刻蚀工艺环境中，腔体、狭缝阀接合部会持续暴露于Cl₂、BCl₃、HBr、CF₄、SF₆等卤素类等离子体及副产物（HCl、HF）之中。普通不锈钢在此类环境下会发生点蚀、缝隙腐蚀，进而导致接触电阻上升 → 传输阻抗（ZT）增加 → 直接引发RF泄漏。
    • Ni-Mo Alloy（哈氏合金，C-276）由于Mo、Cr含量较高，可形成Cr₂O₃/MoO₃复合钝化膜，对卤素离子具有较强的抵抗性；相较不锈钢，其在工艺寿命周期内接触电阻上升速度更慢，可使初始SQ（屏蔽率，Shielding Quality）保持更长时间。
    • 此外，在狭缝阀、闸阀等反复开合的部位，其较高的屈服强度和弹簧回火特性可使接触压力保持均匀，有助于降低各腔体间的RF泄漏偏差；在450°C高温环境下强度损失也较小，因热膨胀、蠕变导致贴合力下降的风险也较低。

    品番清单

    Diameter Ni-Mo Alloy (Hastelloy C-276, No Cord)
    mm inch Standard Force Moderate Force Low Force
    1.2 ±0.05 0.047” ±0.002” E-012AE E-012AE-2 n/a
    1.6 ±0.08 0.063” ±0.003” E-016AE E-016AE-2 n/a
    1.8 ±0.08 0.070” ±0.003” E-018AE E-018AE-2 n/a
    2.0 ±0.08 0.078” ±0.003” E-020AE E-020AE-2 n/a
    2.4 ±0.10 0.094” ±0.004” E-024AE E-024AE-2 E-024AE-3
    2.6 ±0.10 0.103” ±0.004” E-026AE E-026AE-2 E-026AE-3
    2.8 ±0.10 0.109” ±0.004” E-028AE E-028AE-2 E-028AE-3
    3.2 ±0.10 0.125” ±0.004” E-032AE E-032AE-2 E-032AE-3
    3.5 ±0.13 0.139” ±0.005” E-035AE E-035AE-2 E-035AE-3
    3.6 ±0.13 0.141” ±0.005” E-036AE E-036AE-2 E-036AE-3
    4.4 ±0.13 0.172” ±0.005” E-044AE E-044AE-2 E-044AE-3
    4.7 ±0.15 0.187” ±0.006” E-047AE E-047AE-2 E-047AE-3
    6.4 ±0.18 0.250” ±0.007” E-064AE E-064AE-2 E-064AE-3
    7.9 ±0.23 0.312” ±0.009” E-079AE E-079AE-2 E-079AE-3
    9.5 ±0.28 0.375” ±0.011” E-095AE E-095AE-2 E-095AE-3

    * 上表中未列出的尺寸，请咨询我司销售团队。


    * 垫片压缩25%时的Compression Force
       - Standard（标准弹性）～13 kgf/in
       - Moderate（中弹性）～5 kgf/in
       - Low（低弹性）～2 kgf/in

    耐化学性/耐腐蚀性测试


    测试样品 P/N：E-035AE-2

    测试项目 测试条件 外观 / 电阻 结果
    测试前 测试后
    高温 450℃高温烘箱内放置100小时 Ni-Mo alloy high temperature test - before Ni-Mo alloy high temperature test - after 外观：呈棕褐色变色
    电阻：略有上升
    0.016 Ω 0.047 Ω
    氢氟酸气体 玻璃瓶内加入20ml氢氟酸，暴露24小时 Ni-Mo alloy fluoric gas test - before Ni-Mo alloy fluoric gas test - after 外观：光泽度下降，出现轻微腐蚀
    电阻：略有上升
    0.017 Ω 0.040 Ω
    盐水 5% NaCl，35℃条件下盐雾喷洒48小时 Ni-Mo alloy salt spray test - before Ni-Mo alloy salt spray test - after 外观：无变化
    电阻：无变化
    0.016 Ω 0.016 Ω

凹槽（Groove）安装

安装方法

  • 螺旋垫片通过嵌入机箱接合部加工出的凹槽（Groove）进行安装，无需额外紧固件即可在接合部全长范围内形成连续导电路径。
  • 建议凹槽深度使垫片外径压缩约25%左右，金属凹槽起到硬止挡（Hard Stopper）作用，可在不过度压缩的情况下实现完全的弹性回复。压缩时截面会向两侧膨胀，因此凹槽宽度（Width）也需预留足够余量。

螺旋垫片凹槽安装尺寸

  • 推荐凹槽尺寸
垫片外径 [mm] 凹槽推荐尺寸 [mm]
Depth WB WT
1.2 0.89 1.60 1.14
1.6 1.17 2.39 1.52
1.8 1.35 2.39 1.70
2.0 1.50 2.77 1.91
2.4 1.78 3.18 2.29
2.6 1.96 3.58 2.51
2.8 2.08 3.96 2.67
3.2 2.39 4.34 3.07
3.5 2.64 4.75 3.40
3.6 2.67 4.75 3.40
4.4 3.25 5.94 4.19
4.7 3.56 6.35 4.60
6.4 4.70 8.71 6.10
7.9 5.94 10.72 7.62
9.5 7.11 12.70 9.25
垫片外径 [inch] 凹槽推荐尺寸 [inch]
Depth WB WT
0.047" 0.035" 0.063" 0.045"
0.063" 0.046" 0.094" 0.060"
0.070" 0.053" 0.094" 0.067"
0.078" 0.059" 0.109" 0.075"
0.094" 0.070" 0.125" 0.090"
0.103" 0.077" 0.141" 0.099"
0.109" 0.082" 0.156" 0.105"
0.125" 0.094" 0.171" 0.121"
0.139" 0.104" 0.187" 0.134"
0.141" 0.105" 0.187" 0.134"
0.172" 0.128" 0.234" 0.165"
0.187" 0.140" 0.250" 0.181"
0.250" 0.185" 0.343" 0.240"
0.312" 0.234" 0.422" 0.300"
0.375" 0.280" 0.500" 0.364"

* 上表中未列出的垫片尺寸，请咨询我司销售团队。


* 注意事项

  • 凹槽表面只需进行最基本的预处理（清除异物、氧化膜）即可，表面越清洁，金属对金属（Metal-to-Metal）接触越稳定，屏蔽性能也越能达到最大化。
  • 螺旋垫片的屏蔽是通过板材与接合面之间的直接金属接触实现的，因此不建议并用导电密封胶（反而可能妨碍接触，降低性能）。
  • 压缩率超过30%时，板材可能发生塑性变形（永久变形），因此设计阶段应遵循推荐凹槽尺寸。

屏蔽性能

以下简要总结依据SAE ARP 1705C（Coaxial Test Procedure to Measure the RF Shielding Characteristics of EMI Gasket Materials）标准的Shielding Quality（屏蔽率）测量原理及计算方法。


Shielding Quality 测量原理

  • 当电磁波到达EMI垫片接合部时，会产生表面电流密度。
  • 该电流通过接合部时，因阻抗而产生电压（V），该电压会向外泄漏电磁场。
  • 垫片的作用是使接合部的阻抗最小化，从而抑制泄漏。
  • 因此，垫片的屏蔽性能与传输阻抗（ZT）成反比，该阻抗定义为"电压/表面电流密度"。

Transfer Impedance Zt 计算式
     ZT = V/JS
     ZT = Transfer impedance of seam (Ω-m)
     V = Transfer voltage (voltage across seam)
     JS = Density of current which crosses the seam (A/m)


Shielding Quality 计算公式

Shielding Quality（SQ）是以自由空间波阻抗（377 Ω）为基准，与垫片的传输阻抗进行比较计算得出的。

  • 定义：Shielding Quality 计算式
  • 对数（dB）表示：SQ(dB) 计算式

各材质Shielding Quality曲线图


  • Co-Cr Alloy R30003 [P/N: E-035AF-3]
    Co-Cr Alloy R30003 [P/N: FCO-035W] 屏蔽率曲线图

* 屏蔽率（SQ）可能因样品垫片的材质、表面处理、压缩率差异，以及测试设备接触面（Joint Surface）的材质、表面状态、导电性等各项测量条件而有所不同。

产品支援


产品编号

EMI shield spiral gasket part number structure


编号 代码 例子
(1) 产品代码 E
(2) 外径 025: 2.5mm
(3) 芯材 A: 无芯材
(4) 金属材质 E: 哈氏合金, F:钴铬合金
(5) (可选) 弹性 2: 中弹性, 3: 弱弹性
(6) (可选) O型环 内径 R050: O型环 内径 50mm

* O形环制造：采用点焊提高接头的精密焊接和耐久性。(根据字符串外径大小，O环内径可能会受到限制.)



P/N 示例


P/N P/N 说明
E-050AE Ni-Mo Alloy (C-276, 哈氏合金), OD 5.0mm, 标准弹性, 无芯材
E-035AF-2-R080 Co-Cr Alloy (R30003, 钴铬合金), OD 3.5mm, 中弹性, O-Ring 내경 80mm, 无芯材

参考资料

没有数据。