Granit był powszechnie stosowanym materiałem w przemyśle półprzewodnikowym ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, stabilność termiczną i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej. Jednak wraz z coraz większym popytem na wyższą precyzję i wydajność materiały alternatywne stały się realne opcje wytwarzania elementów sprzętu półprzewodnikowego. W tym artykule zbadamy niektóre alternatywne materiały dla części granitowych w sprzęcie półprzewodników i porówna ich zalety i wady.
Alternatywne materiały dla części granitowych
1. Materiały szklane-ceramiczne
Materiały szklane-ceramiczne, takie jak Zerodur i Cervit, zyskały szeroko rozpowszechnione zastosowanie w przemyśle półprzewodników ze względu na ich niski współczynnik rozszerzania cieplnego, który jest zbliżony do krzemowego. W związku z tym materiały te mogą zapewnić lepszą stabilność termiczną i zwiększoną precyzję w procesie wytwarzania półprzewodników. W szczególności Zerodur ma wysoki stopień jednorodności i stabilności, co czyni go odpowiednim do produkcji sprzętu litograficznego.
Zalety:
- niski współczynnik rozszerzalności cieplnej
- Wysoka precyzja i stabilność
- Nadaje się do zastosowań w wysokiej temperaturze
Wady:
- Wyższy koszt w porównaniu do granitu
- stosunkowo kruche, może stanowić wyzwania w zakresie obróbki i obsługi
2. Ceramika
Materiały ceramiczne, takie jak tlenek glinu (AL2O3), węglika krzemu (SIC) i azotek krzemu (SI3N4), mają doskonałe właściwości mechaniczne, oporność w wysokiej temperaturze i niski współczynnik rozszerzania cieplnego. Właściwości te sprawiają, że ceramika jest idealna do części sprzętu półprzewodnikowego, które wymagają wysokiej stabilności termicznej i precyzji, takich jak stadia opłat i uchwyty.
Zalety:
- Wysoka stabilność termiczna i wytrzymałość
- Niski współczynnik rozszerzalności termicznej
- Wysoka odporność na zużycie i bezwładność chemiczna
Wady:
- może być kruche i podatne na pękanie, szczególnie podczas obróbki i obsługi
- Obróbka i polerowanie ceramiki może być trudne i czasochłonne
3. Metale
Materiały na bazie metali, takie jak stal nierdzewna i tytan, zostały wykorzystane do niektórych części sprzętu półprzewodnikowego ze względu na ich doskonałą maszynowalność i wysoką wytrzymałość. Są one powszechnie stosowane w zastosowaniach, w których wysoka stabilność termiczna nie jest wymagana, takie jak części komory, sprzężenia i podawanie.
Zalety:
- Dobra maszyna i spawalność
- Wysoka wytrzymałość i plastyczność
- niski koszt w porównaniu z niektórymi alternatywnymi materiałami
Wady:
- Wysoki współczynnik rozszerzalności termicznej
- Nie nadaje się do zastosowań w wysokiej temperaturze z powodu problemów z rozszerzaniem termicznym
- podatne na korozję i zanieczyszczenie
Wniosek:
Podsumowując, podczas gdy granit był popularnym wyborem dla części sprzętu półprzewodnikowego, pojawiły się alternatywne materiały, z których każda ma unikalne zalety i wady. Materiały szklane-ceramiczne są bardzo precyzyjne i stabilne, ale mogą być kruche. Ceramika jest silna i ma doskonałą stabilność termiczną, ale może być również krucha, co czyni je trudniejszymi do produkcji. Metale są niedrogie, maszynowe i plastyczne, ale mają wyższy współczynnik rozszerzalności cieplnej i są podatne na korozję i zanieczyszczenie. Wybierając materiały do sprzętu półprzewodnikowego, kluczowe jest rozważenie konkretnych wymagań aplikacji i wybranych materiałów, które równoważą koszty, wydajność i niezawodność.
Czas po: 19-2024