Kõrge temperatuurikindlusega SiC-keraamiline alus vahvlikandjale
Ränikarbiidist keraamiline kandik (SiC kandik)
Ränikarbiidil (SiC) põhinev kõrgjõudlusega keraamiline komponent, mis on loodud täiustatud tööstusrakenduste jaoks, nagu pooljuhtide tootmine ja LED-ide tootmine. Selle põhifunktsioonide hulka kuuluvad toimimine kiibikandjana, söövitusprotsessi platvormina või kõrgtemperatuurilise protsessi toetajana, kasutades ära erakordset soojusjuhtivust, kõrget temperatuurikindlust ja keemilist stabiilsust, et tagada protsessi ühtlus ja toote saagikus.
Peamised omadused
1. Soojuslik jõudlus
- Kõrge soojusjuhtivus: 140–300 W/m·K, mis ületab oluliselt traditsioonilise grafiidi oma (85 W/m·K), võimaldades kiiret soojuse hajumist ja vähendatud termilist pinget.
- Madal soojuspaisumistegur: 4,0 × 10⁻⁶/℃ (25–1000 ℃), mis on sarnane räni omaga (2,6 × 10⁻⁶/℃), minimeerides termilise deformatsiooni ohtu.
2. Mehaanilised omadused
- Suur tugevus: Paindetugevus ≥320 MPa (20 ℃), vastupidav survele ja löökidele.
- Kõrge kõvadus: Mohsi kõvadus 9,5, mis on teemandi järel teisel kohal, pakkudes suurepärast kulumiskindlust.
3. Keemiline stabiilsus
- Korrosioonikindlus: vastupidav tugevatele hapetele (nt HF, H₂SO₄), sobib söövitusprotsesside keskkondadesse.
- Mittemagnetiline: sisemine magnetiline vastuvõtlikkus <1×10⁻⁶ emu/g, vältides häireid täppisinstrumentidega.
4. Ekstreemsete keskkondade taluvus
- Vastupidavus kõrgele temperatuurile: pikaajaline töötemperatuur kuni 1600–1900 ℃; lühiajaline vastupidavus kuni 2200 ℃ (hapnikuvabas keskkonnas).
- Termolöögikindlus: Talub järske temperatuurimuutusi (ΔT >1000 ℃) ilma pragunemiseta.
Rakendused
| Rakendusvaldkond | Spetsiifilised stsenaariumid | Tehniline väärtus |
| Pooljuhtide tootmine | Vahvli söövitamine (ICP), õhukese kile sadestamine (MOCVD), CMP poleerimine | Kõrge soojusjuhtivus tagab ühtlase temperatuurivälja; madal soojuspaisumine vähendab kiibi deformatsiooni. |
| LED-tootmine | Epitaksiaalne kasv (nt GaN), vahvlite tükeldamine, pakendamine | Vähendab mitut tüüpi defekte, suurendades LED-ide valgusviljakust ja eluiga. |
| Fotogalvaanika tööstus | Räniplaatide paagutusahjud, PECVD seadmete toed | Kõrge temperatuurikindlus ja termiline löögikindlus pikendavad seadmete eluiga. |
| Laser ja optika | Suure võimsusega laserjahutusalused, optilise süsteemi toed | Kõrge soojusjuhtivus võimaldab kiiret soojuse hajumist, stabiliseerides optilisi komponente. |
| Analüütilised instrumendid | TGA/DSC proovihoidjad | Madal soojusmahtuvus ja kiire termiline reageerimine parandavad mõõtmistäpsust. |
Tootmise eelised
- Põhjalik jõudlus: Soojusjuhtivus, tugevus ja korrosioonikindlus ületavad alumiiniumoksiidi ja räninitriidkeraamika omadusi tunduvalt, vastates äärmuslikele töönõuetele.
- Kerge disain: Tihedus 3,1–3,2 g/cm³ (40% terasest), mis vähendab inertsiaalset koormust ja parandab liikumise täpsust.
- Pikaealisus ja töökindlus: Kasutusiga ületab 5 aastat temperatuuril 1600 ℃, vähendades seisakuid ja tegevuskulusid 30%.
- Kohandamine: Toetab keerukaid geomeetriaid (nt poorsed iminapad, mitmekihilised alused) tasapinna veaga <15 μm täppisrakenduste jaoks.
Tehnilised andmed
| Parameetri kategooria | Indikaator |
| Füüsikalised omadused | |
| Tihedus | ≥3,10 g/cm³ |
| Paindetugevus (20 ℃) | 320–410 MPa |
| Soojusjuhtivus (20 ℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Soojuspaisumistegur (25–1000 ℃) | 4,0 × 10⁻⁶/℃ |
| Keemilised omadused | |
| Happekindlus (HF/H₂SO₄) | Pärast 24-tunnist uputamist ei teki korrosiooni |
| Täppistöötlus | |
| Tasasus | ≤15 μm (300 × 300 mm) |
| Pinna karedus (Ra) | ≤0,4 μm |
XKH teenused
XKH pakub terviklikke tööstuslahendusi, mis hõlmavad tellimustöötlust, täppistöötlust ja ranget kvaliteedikontrolli. Kohandatud arenduse jaoks pakub see kõrge puhtusastmega (>99,999%) ja poorseid (30–50% poorsus) materjalilahendusi koos 3D-modelleerimise ja simulatsiooniga, et optimeerida keerulisi geomeetriaid selliste rakenduste jaoks nagu pooljuhid ja lennundus. Täppistöötlus järgib sujuvat protsessi: pulbertöötlus → isostaatiline/kuivpressimine → 2200 °C paagutamine → CNC/teemantlihvimine → kontroll, tagades nanomeetri tasemel poleerimise ja ±0,01 mm mõõtmete tolerantsi. Kvaliteedikontroll hõlmab kogu protsessi testimist (XRD koostis, SEM mikrostruktuur, 3-punkti painutamine) ja tehnilist tuge (protsessi optimeerimine, 24/7 konsultatsioon, 48-tunnine proovide kohaletoimetamine), pakkudes usaldusväärseid ja suure jõudlusega komponente edasijõudnud tööstusvajaduste jaoks.
Korduma kippuvad küsimused (KKK)
1. K: Millised tööstusharud kasutavad ränikarbiidist keraamilisi aluseid?
A: Laialdaselt kasutusel pooljuhtide tootmises (vahvlite käsitsemine), päikeseenergia tootmisel (PECVD protsessid), meditsiiniseadmetes (MRI komponendid) ja lennunduses (kõrgtemperatuurilised osad) tänu oma äärmisele kuumakindlusele ja keemilisele stabiilsusele.
2. K: Kuidas ränikarbiid kvartsist/klaasist aluseid paremini vastu peab?
A: Suurem termiline löögikindlus (kuni 1800 °C vs kvartsist 1100 °C), null magnetilist häiret ja pikem eluiga (5+ aastat vs kvartsist 6–12 kuud).
3. K: Kas ränikarbiidist alused taluvad happelist keskkonda?
V: Jah. Vastupidav HF-ile, H2SO4-le ja NaOH-le, korrosioonimäär <0,01 mm/aastas, mistõttu sobivad need ideaalselt keemiliseks söövitamiseks ja kiipide puhastamiseks.
4. K: Kas ränikarbiidist alused ühilduvad automatiseerimisega?
V: Jah. Mõeldud vaakumkorjeks ja robotkäitluseks, pinna tasasusega <0,01 mm, et vältida osakeste saastumist automatiseeritud tehastes.
5. K: Milline on kulude võrdlus traditsiooniliste materjalidega?
A: Kõrgem algkulu (3–5 korda rohkem kui kvarts), kuid 30–50% madalam kogukulu tänu pikemale elueale, lühemale seisakuajale ja energiasäästule tänu paremale soojusjuhtivusele.
