Өндөр температурт тэсвэртэй вафли тээвэрлэгчдэд зориулсан SiC керамик тавиур
Цахиурын карбидын керамик тавиур (SiC тавиур)
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл болон LED үйлдвэрлэл зэрэг дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд зориулан бүтээгдсэн цахиурын карбид (SiC) материал дээр суурилсан өндөр хүчин чадалтай керамик эд анги. Үүний гол үүрэг нь вафли зөөгч, сийлбэрийн процессын платформ эсвэл өндөр температурын процессын дэмжлэг үзүүлэх, онцгой дулаан дамжуулалт, өндөр температурын эсэргүүцэл, химийн тогтвортой байдлыг ашиглан процессын жигд байдал болон бүтээгдэхүүний гарцыг хангах явдал юм.
Гол онцлогууд
1. Дулааны гүйцэтгэл
- Өндөр дулаан дамжуулалт: 140–300 Вт/м·К нь уламжлалт бал чулуунаас (85 Вт/м·К) мэдэгдэхүйц давсан тул дулааныг хурдан тархах, дулааны стрессийг бууруулах боломжийг олгодог.
- Дулааны бага тэлэлтийн коэффициент: 4.0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), цахиуртай ойролцоо (2.6×10⁻⁶/℃), дулааны хэв гажилтын эрсдлийг хамгийн бага байлгана.
2. Механик шинж чанарууд
- Өндөр бат бэх: Гулзайлтын бат бэх ≥320 МПа (20℃), шахалт болон цохилтод тэсвэртэй.
- Өндөр хатуулаг: Мохсын хатуулаг 9.5, алмазын дараа хоёрдугаарт ордог тул элэгдэлд тэсвэртэй.
3. Химийн тогтвортой байдал
- Зэврэлтээс хамгаалах чадвар: Хүчтэй хүчилд (жишээ нь, HF, H₂SO₄) тэсвэртэй, сийлбэрийн процессын орчинд тохиромжтой.
- Соронзон бус: Дотоод соронзон мэдрэг чанар <1×10⁻⁶ emu/g, нарийвчлалтай багаж хэрэгсэлтэй ажиллахад саад учруулахаас сэргийлнэ.
4. Хэт их хүрээлэн буй орчны тэсвэр тэвчээр
- Өндөр температурт тэсвэртэй байдал: 1600-1900℃ хүртэл урт хугацааны ашиглалтын температур; 2200℃ хүртэл богино хугацааны эсэргүүцэл (хүчилтөрөгчгүй орчин).
- Дулааны цохилтод тэсвэртэй: Хагарал үүсгэхгүйгээр огцом температурын өөрчлөлтийг (ΔT >1000℃) тэсвэрлэдэг.
Аппликейшнүүд
| Хэрэглээний талбар | Тодорхой нөхцөл байдал | Техникийн үнэ цэнэ |
| Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл | Вафер сийлбэр (ICP), нимгэн хальсан тунадасжуулалт (MOCVD), CMP өнгөлгөө | Өндөр дулаан дамжуулалт нь жигд температурын талбайг хангадаг; бага дулааны тэлэлт нь хавтангийн гажуудлыг багасгадаг. |
| LED үйлдвэрлэл | Эпитаксиал өсөлт (жишээ нь, GaN), вафлийн жижиг хэсгүүдийг хэрчих, савлах | Олон төрлийн согогийг дарангуйлж, LED гэрлийн үр ашиг болон ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлдэг. |
| Фотоволтайкийн үйлдвэрлэл | Цахиурын вафлины хайлуулах зуух, PECVD тоног төхөөрөмжийн тулгуур | Өндөр температур болон дулааны цочролд тэсвэртэй байдал нь тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. |
| Лазер ба оптик | Өндөр хүчин чадалтай лазер хөргөлтийн суурь, оптик системийн тулгуур | Өндөр дулаан дамжуулалт нь оптик эд ангиудыг тогтворжуулж, хурдан дулаан тархах боломжийг олгодог. |
| Аналитик хэрэгслүүд | TGA/DSC дээжийн эзэмшигч | Дулааны багтаамж багатай, дулааны хариу урвал хурдан байдаг нь хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулдаг. |
Бүтээгдэхүүний давуу талууд
- Цогц гүйцэтгэл: Дулаан дамжуулалт, бат бөх чанар, зэврэлтээс хамгаалах чадвар нь хөнгөн цагаан болон цахиурын нитридийн керамикаас хамаагүй давсан тул үйл ажиллагааны хэт өндөр шаардлагыг хангадаг.
- Хөнгөн хийц: 3.1–3.2 г/см³ нягтралтай (40% нь ган), инерцийн ачааллыг бууруулж, хөдөлгөөний нарийвчлалыг сайжруулна.
- Урт наслалт ба найдвартай байдал: 1600°C температурт ашиглалтын хугацаа 5 жилээс хэтэрч, ашиглалтын хугацааг багасгаж, ашиглалтын зардлыг 30%-иар бууруулдаг.
- Тохируулга: Нарийн хэрэглээнд зориулж хавтгай байдлын алдаа <15 μм бүхий нарийн төвөгтэй геометрийг (жишээ нь, сүвэрхэг сорох аяга, олон давхаргат тавиур) дэмждэг.
Техникийн үзүүлэлтүүд
| Параметрийн ангилал | Үзүүлэлт |
| Физик шинж чанарууд | |
| Нягтрал | ≥3.10 г/см³ |
| Гулзайлтын бат бэх (20℃) | 320–410 МПа |
| Дулаан дамжуулалт (20℃) | 140–300 Вт/(м·К) |
| Дулааны тэлэлтийн коэффициент (25–1000℃) | 4.0×10⁻⁶/℃ |
| Химийн шинж чанарууд | |
| Хүчилд тэсвэртэй байдал (HF/H₂SO₄) | 24 цагийн турш дүрсний дараа зэврэлтгүй |
| Машин боловсруулах нарийвчлал | |
| Хавтгай байдал | ≤15 μм (300×300 мм) |
| Гадаргуугийн барзгаржилт (Ra) | ≤0.4 мкм |
XXKH-ийн үйлчилгээ
XKH нь захиалгат хөгжүүлэлт, нарийн боловсруулалт, чанарын хатуу хяналтыг хамарсан цогц үйлдвэрлэлийн шийдлүүдийг санал болгодог. Захиалгат хөгжүүлэлтийн хувьд хагас дамжуулагч, сансар судлал зэрэг хэрэглээнд зориулсан нарийн төвөгтэй геометрийг оновчтой болгохын тулд 3D загварчлал, симуляцитай хослуулсан өндөр цэвэршилттэй (>99.999%) болон сүвэрхэг (30-50% сүвэрхэг) материалын шийдлүүдийг санал болгодог. Нарийвчлалтай боловсруулалт нь хялбаршуулсан процессыг дагадаг: нунтаг боловсруулалт → изостатик/хуурай шахалт → 2200°C хайлуулах → CNC/алмаз нунтаглах → үзлэг, нанометрийн түвшний өнгөлгөө болон ±0.01 мм-ийн хэмжээст хүлцлийг баталгаажуулдаг. Чанарын хяналтад бүрэн процессын туршилт (XRD найрлага, SEM бичил бүтэц, 3 цэгийн нугалалт) болон техникийн дэмжлэг (үйл явцын оновчлол, 24/7 зөвлөгөө, 48 цагийн дээж хүргэлт), дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулсан найдвартай, өндөр хүчин чадалтай эд ангиудыг нийлүүлдэг.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
1. А: Цахиурын карбидын керамик тавиурыг ямар үйлдвэрүүд ашигладаг вэ?
А: Хэт халуунд тэсвэртэй, химийн тогтвортой байдлаас шалтгаалан хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл (вафер боловсруулах), нарны эрчим хүч (PECVD процесс), эмнэлгийн тоног төхөөрөмж (MRI бүрэлдэхүүн хэсэг), сансрын орон зай (өндөр температурт эд анги)-д өргөн хэрэглэгддэг.
2. А: Цахиурын карбид нь кварц/шилэн тавиураас хэрхэн илүү сайн ажилладаг вэ?
А: Дулааны цохилтын эсэргүүцэл өндөр (кварцын 1100°C-тай харьцуулахад 1800°C хүртэл), соронзон хөндлөнгийн оролцоогүй, ашиглалтын хугацаа урт (кварцын 6-12 сартай харьцуулахад 5+ жил).
3. А: Цахиурын карбидын тавиурууд хүчиллэг орчинг зохицуулж чадах уу?
Х: Тийм. HF, H2SO4, NaOH-д тэсвэртэй, жилд <0.01 мм зэврэлттэй тул химийн аргаар сийлбэр хийх болон вафли цэвэрлэхэд тохиромжтой.
4. А: Цахиурын карбидын тавиурууд автоматжуулалттай нийцдэг үү?
Х: Тийм. Автоматжуулсан үйлдвэрүүдэд тоосонцрын бохирдлоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд гадаргуугийн тэгш байдал <0.01мм-тэй, вакуум пикап болон роботоор зохицуулах зориулалттай.
5. А: Уламжлалт материалтай харьцуулсан өртгийн харьцуулалт хэд вэ?
А: Урьдчилсан өртөг өндөр (3-5 дахин кварц) боловч ашиглалтын хугацааг уртасгах, ажиллахгүй байх хугацааг багасгах, дулаан дамжуулах чанар сайтай тул эрчим хүч хэмнэх зэргээс шалтгаалан TCO 30-50% бага.
