Granit jest powszechnie stosowanym materiałem w przemyśle półprzewodników ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, stabilność termiczną i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.Jednakże wraz ze stale rosnącym zapotrzebowaniem na wyższą precyzję i produktywność, alternatywne materiały stały się realną opcją do produkcji elementów sprzętu półprzewodnikowego.W tym artykule zbadamy niektóre alternatywne materiały na części granitowe w sprzęcie półprzewodnikowym i porównamy ich zalety i wady.
Alternatywne materiały na części granitowe
1. Materiały szklano-ceramiczne
Materiały szklano-ceramiczne, takie jak Zerodur i Cervit, zyskały szerokie zastosowanie w przemyśle półprzewodników ze względu na ich niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, zbliżony do współczynnika krzemu.W rezultacie materiały te mogą zapewnić lepszą stabilność termiczną i większą precyzję w procesie wytwarzania półprzewodników.W szczególności Zerodur charakteryzuje się wysokim stopniem jednorodności i stabilności, dzięki czemu nadaje się do produkcji sprzętu litograficznego.
Zalety:
- Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej
- Wysoka precyzja i stabilność
- Nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych
Niedogodności:
- Wyższy koszt w porównaniu do granitu
- Stosunkowo kruchy, może stwarzać problemy w obróbce i obsłudze
2. Ceramika
Materiały ceramiczne, takie jak tlenek glinu (Al2O3), węglik krzemu (SiC) i azotek krzemu (Si3N4), mają doskonałe właściwości mechaniczne, odporność na wysoką temperaturę i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.Te właściwości sprawiają, że ceramika idealnie nadaje się na części sprzętu półprzewodnikowego, które wymagają wysokiej stabilności termicznej i precyzji, takie jak stopnie półprzewodnikowe i uchwyty.
Zalety:
- Wysoka stabilność termiczna i wytrzymałość
- Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej
- Wysoka odporność na zużycie i obojętność chemiczna
Niedogodności:
- Może być kruchy i podatny na pękanie, zwłaszcza podczas obróbki i manipulowania
- Obróbka i polerowanie ceramiki może być trudne i czasochłonne
3. Metale
W niektórych częściach sprzętu półprzewodnikowego zastosowano materiały na bazie metali, takie jak stal nierdzewna i tytan, ze względu na ich doskonałą obrabialność i wysoką wytrzymałość.Są powszechnie stosowane w zastosowaniach, w których nie jest wymagana wysoka stabilność termiczna, takich jak części komór, złącza i przepusty.
Zalety:
- Dobra skrawalność i spawalność
- Wysoka wytrzymałość i plastyczność
- Niski koszt w porównaniu do niektórych alternatywnych materiałów
Niedogodności:
- Wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej
- Nie nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych ze względu na rozszerzalność cieplną
- Podatny na korozję i zanieczyszczenia
Wniosek:
Podsumowując, chociaż granit jest popularnym wyborem na części sprzętu półprzewodnikowego, pojawiły się materiały alternatywne, z których każdy ma unikalne zalety i wady.Materiały szklano-ceramiczne są bardzo precyzyjne i stabilne, ale mogą być kruche.Ceramika jest mocna i ma doskonałą stabilność termiczną, ale może być również krucha, co utrudnia jej produkcję.Metale są niedrogie, podatne na obróbkę skrawaniem i plastyczne, ale mają wyższy współczynnik rozszerzalności cieplnej i są podatne na korozję i zanieczyszczenia.Wybierając materiały na sprzęt półprzewodnikowy, należy wziąć pod uwagę specyficzne wymagania aplikacji i wybrać materiały, które równoważą koszty, wydajność i niezawodność.
Czas publikacji: 19 marca 2024 r