SiC կերամիկական սկուտեղ վաֆլի կրիչի համար՝ բարձր ջերմաստիճանային դիմադրությամբ
Սիլիցիումի կարբիդային կերամիկական սկուտեղ (SiC սկուտեղ)
Սիլիցիումի կարբիդի (SiC) նյութի վրա հիմնված բարձր արդյունավետությամբ կերամիկական բաղադրիչ, որը նախագծված է առաջադեմ արդյունաբերական կիրառությունների համար, ինչպիսիք են կիսահաղորդիչների արտադրությունը և լուսադիոդների արտադրությունը: Դրա հիմնական գործառույթներն են ծառայել որպես վաֆլի կրող, փորագրման գործընթացի հարթակ կամ բարձր ջերմաստիճանի գործընթացի աջակցող, օգտագործելով բացառիկ ջերմահաղորդականություն, բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն և քիմիական կայունություն՝ գործընթացի միատարրություն և արտադրանքի արտադրողականություն ապահովելու համար:
Հիմնական առանձնահատկություններ
1. Ջերմային կատարողականություն
- Բարձր ջերմահաղորդականություն՝ 140–300 Վտ/մ·Կ, զգալիորեն գերազանցելով ավանդական գրաֆիտին (85 Վտ/մ·Կ), ապահովելով արագ ջերմափոխանակություն և նվազեցնել ջերմային լարվածությունը։
- Ցածր ջերմային ընդարձակման գործակից՝ 4.0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), շատ մոտ է սիլիցիումին (2.6×10⁻⁶/℃), նվազագույնի հասցնելով ջերմային դեֆորմացիայի ռիսկերը։
2. Մեխանիկական հատկություններ
- Բարձր ամրություն՝ ճկման ամրություն ≥320 ՄՊա (20℃), դիմացկուն է սեղմման և հարվածի նկատմամբ։
- Բարձր կարծրություն՝ Մոհսի կարծրություն 9.5, երկրորդը միայն ադամանդից հետո, ապահովելով գերազանց մաշվածության դիմադրություն։
3. Քիմիական կայունություն
- Կոռոզիայի դիմադրություն. Դիմացկուն է ուժեղ թթուների (օրինակ՝ HF, H₂SO₄) նկատմամբ, հարմար է փորագրման գործընթացային միջավայրերի համար։
- Ոչ մագնիսական․ ներքին մագնիսական ընկալունակություն <1×10⁻⁶ էմու/գ, խուսափելով ճշգրիտ գործիքների հետ շփումից։
4. Ծայրահեղ շրջակա միջավայրի նկատմամբ հանդուրժողականություն
- Բարձր ջերմաստիճանային դիմացկունություն. Երկարատև շահագործման ջերմաստիճան՝ մինչև 1600–1900℃, կարճաժամկետ դիմադրություն՝ մինչև 2200℃ (թթվածնազուրկ միջավայր):
- Ջերմային հարվածի դիմադրություն. Դիմակայում է ջերմաստիճանի կտրուկ փոփոխություններին (ΔT >1000℃) առանց ճաքերի։
Դիմումներ
| Կիրառման դաշտ | Հատուկ սցենարներ | Տեխնիկական արժեք |
| Կիսահաղորդչային արտադրություն | Վաֆլիային փորագրություն (ICP), բարակ թաղանթային նստեցում (MOCVD), CMP հղկում | Բարձր ջերմահաղորդականությունը ապահովում է միատարր ջերմաստիճանային դաշտեր, իսկ ցածր ջերմային ընդարձակումը նվազագույնի է հասցնում թիթեղների ծռումը։ |
| LED արտադրություն | Էպիտաքսիալ աճ (օրինակ՝ GaN), վաֆլիի կտրատում, փաթեթավորում | Ճնշում է բազմատեսակ թերությունները՝ բարձրացնելով LED լուսային արդյունավետությունը և ծառայության ժամկետը։ |
| Ֆոտովոլտային արդյունաբերություն | Սիլիկոնային վաֆլի սինտերացման վառարաններ, PECVD սարքավորումների հենարաններ | Բարձր ջերմաստիճանի և ջերմային ցնցումների դիմադրությունը երկարացնում է սարքավորումների կյանքը։ |
| Լազերային և օպտիկա | Բարձր հզորության լազերային սառեցման հիմքեր, օպտիկական համակարգի հենարաններ | Բարձր ջերմահաղորդականությունը հնարավորություն է տալիս արագ ջերմափոխանակել, կայունացնելով օպտիկական բաղադրիչները։ |
| Վերլուծական գործիքներ | TGA/DSC նմուշի պահոցներ | Ցածր ջերմունակությունը և արագ ջերմային արձագանքը բարելավում են չափման ճշգրտությունը։ |
Արտադրանքի առավելությունները
- Համապարփակ կատարողականություն. Ջերմահաղորդականությունը, ամրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը զգալիորեն գերազանցում են ալյումինի և սիլիցիումի նիտրիդային կերամիկային՝ բավարարելով ծայրահեղ շահագործման պահանջները։
- Թեթև դիզայն. 3.1–3.2 գ/սմ³ խտություն (պողպատի 40%), որը նվազեցնում է իներցիոն բեռը և բարձրացնում շարժման ճշգրտությունը։
- Երկարակեցություն և հուսալիություն. Ծառայության ժամկետը գերազանցում է 5 տարին 1600℃ ջերմաստիճանում, ինչը 30%-ով կրճատում է պարապուրդը և շահագործման ծախսերը։
- Անհատականացում. Աջակցում է բարդ երկրաչափություններին (օրինակ՝ ծակոտկեն ներծծող բաժակներ, բազմաշերտ սկուտեղներ)՝ <15 մկմ հարթության սխալով՝ ճշգրիտ կիրառությունների համար։
Տեխնիկական բնութագրեր
| Պարամետրերի կատեգորիա | Ցուցիչ |
| Ֆիզիկական հատկություններ | |
| Խտություն | ≥3.10 գ/սմ³ |
| Ճկման ամրություն (20℃) | 320–410 ՄՊա |
| Ջերմահաղորդականություն (20℃) | 140–300 Վտ/(մ·Կ) |
| Ջերմային ընդարձակման գործակից (25–1000℃) | 4.0×10⁻⁶/℃ |
| Քիմիական հատկություններ | |
| Թթվային դիմադրություն (HF/H₂SO₄) | 24 ժամյա ընկղմումից հետո կոռոզիա չի առաջանում |
| Մեքենաշինության ճշգրտություն | |
| Հարթություն | ≤15 մկմ (300×300 մմ) |
| Մակերեսի կոպտություն (Ra) | ≤0.4 մկմ |
XKH-ի ծառայությունները
XKH-ը տրամադրում է համապարփակ արդյունաբերական լուծումներ, որոնք ներառում են անհատական մշակում, ճշգրիտ մեքենամշակում և խիստ որակի վերահսկողություն: Անհատական մշակման համար այն առաջարկում է բարձր մաքրության (>99.999%) և ծակոտկեն (30–50% ծակոտկենություն) նյութերի լուծումներ, զուգորդված 3D մոդելավորման և սիմուլյացիայի հետ՝ բարդ երկրաչափությունները օպտիմալացնելու համար այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են կիսահաղորդիչները և ավիատիեզերական արդյունաբերությունը: Ճշգրիտ մեքենամշակումը հետևում է արդյունավետ գործընթացի. փոշու մշակում → իզոստատիկ/չոր սեղմում → 2200°C սինտերացում → CNC/ադամանդե հղկում → ստուգում, որն ապահովում է նանոմետրային մակարդակի հղկում և ±0.01 մմ չափսերի հանդուրժողականություն: Որակի վերահսկողությունը ներառում է լիարժեք գործընթացի փորձարկում (XRD կազմ, SEM միկրոկառուցվածք, 3 կետանոց ծռում) և տեխնիկական աջակցություն (գործընթացի օպտիմալացում, 24/7 խորհրդատվություն, 48-ժամյա նմուշի առաքում), մատակարարելով հուսալի, բարձր արդյունավետությամբ բաղադրիչներ առաջադեմ արդյունաբերական կարիքների համար:
Հաճախակի տրվող հարցեր (FAQ)
1. Հարց. Ո՞ր ոլորտներում են օգտագործվում սիլիցիումի կարբիդային կերամիկական սկուտեղներ:
Ա. Լայնորեն կիրառվում է կիսահաղորդչային արտադրության մեջ (վաֆլիների մշակում), արևային էներգիայի մեջ (PECVD գործընթացներ), բժշկական սարքավորումների մեջ (ՄՌՏ բաղադրիչներ) և ավիատիեզերքում (բարձր ջերմաստիճանի մասեր)՝ իրենց ծայրահեղ ջերմակայունության և քիմիական կայունության շնորհիվ։
2. Հարց. Ինչո՞վ է սիլիցիումի կարբիդը գերազանցում քվարցային/ապակե սկուտեղներին։
Ա. Ավելի բարձր ջերմային ցնցումների դիմադրություն (մինչև 1800°C՝ քվարցի 1100°C-ի համեմատ), զրոյական մագնիսական միջամտություն և ավելի երկար ծառայության ժամկետ (5+ տարի՝ քվարցի 6-12 ամսվա համեմատ):
3. Հարց. Կարո՞ղ են սիլիցիումի կարբիդային սկուտեղները դիմանալ թթվային միջավայրերին:
Ա: Այո: Դիմացկուն են HF-ին, H2SO4-ին և NaOH-ին՝ տարեկան <0.01 մմ կոռոզիայով, ինչը դրանք դարձնում է իդեալական քիմիական փորագրման և վաֆլի մաքրման համար:
4. Հարց. Արդյո՞ք սիլիցիումի կարբիդային սկուտեղները համատեղելի են ավտոմատացման հետ:
Ա. Այո։ Նախագծված է վակուումային հավաքման և ռոբոտացված մշակման համար, մակերեսի հարթությունը <0.01 մմ է՝ ավտոմատացված գործարաններում մասնիկների աղտոտումը կանխելու համար։
5. Հարց. Ի՞նչ գներ են համեմատվում ավանդական նյութերի հետ։
Ա. Ավելի բարձր նախնական արժեք (3-5x քվարց), բայց 30-50%-ով ցածր TCO՝ ծառայության երկարացման, պարապուրդի կրճատման և էներգախնայողության շնորհիվ՝ գերազանց ջերմահաղորդականության շնորհիվ:
