El granit ha estat un material d'ús habitual a la indústria dels semiconductors per les seves excel·lents propietats mecàniques, estabilitat tèrmica i baix coeficient d'expansió tèrmica.No obstant això, amb la demanda cada cop més gran d'una major precisió i productivitat, els materials alternatius han sorgit com a opcions viables per a la fabricació de components d'equips semiconductors.En aquest article, explorarem alguns dels materials alternatius per a peces de granit en equips de semiconductors i compararem els seus avantatges i desavantatges.
Materials alternatius per a peces de granit
1. Materials vitroceràmics
Els materials vitroceràmics, com Zerodur i Cervit, han guanyat un ús generalitzat en la indústria dels semiconductors a causa del seu baix coeficient d'expansió tèrmica, proper al del silici.En conseqüència, aquests materials poden proporcionar una millor estabilitat tèrmica i una precisió millorada en el procés de fabricació de semiconductors.Zerodur, en particular, té un alt grau d'homogeneïtat i estabilitat, el que el fa apte per a la fabricació d'equips de litografia.
Avantatges:
- Baix coeficient d'expansió tèrmica
- Alta precisió i estabilitat
- Apte per a aplicacions d'alta temperatura
Desavantatges:
- Cost més elevat en comparació amb el granit
- Relativament fràgil, pot suposar reptes en el mecanitzat i la manipulació
2. Ceràmica
Els materials ceràmics, com l'òxid d'alumini (Al2O3), el carbur de silici (SiC) i el nitrur de silici (Si3N4), tenen excel·lents propietats mecàniques, resistència a altes temperatures i baix coeficient d'expansió tèrmica.Aquestes propietats fan que la ceràmica sigui ideal per a peces d'equips de semiconductors que requereixen una alta estabilitat tèrmica i precisió, com ara les etapes d'hòsties i els mandrils.
Avantatges:
- Alta estabilitat tèrmica i resistència
- Baix coeficient de dilatació tèrmica
- Alta resistència al desgast i inercia química
Desavantatges:
- Pot ser fràgil i propens a esquerdar-se, especialment durant el mecanitzat i la manipulació
- El mecanitzat i el poliment de la ceràmica pot ser un repte i consumir molt de temps
3. Metalls
Els materials basats en metalls, com ara l'acer inoxidable i el titani, s'han utilitzat per a algunes peces d'equips de semiconductors a causa de la seva excel·lent mecanabilitat i alta resistència.S'utilitzen habitualment en aplicacions on no es requereix una alta estabilitat tèrmica, com ara peces de cambra, acoblaments i passos.
Avantatges:
- Bona mecanització i soldabilitat
- Alta resistència i ductilitat
- Baix cost comparat amb alguns dels materials alternatius
Desavantatges:
- Alt coeficient de dilatació tèrmica
- No apte per a aplicacions d'alta temperatura a causa de problemes d'expansió tèrmica
- Susceptible a la corrosió i la contaminació
Conclusió:
En resum, mentre que el granit ha estat una opció popular per a les peces d'equips de semiconductors, han sorgit materials alternatius, cadascun amb avantatges i desavantatges únics.Els materials vitroceràmics són molt precisos i estables, però poden ser trencadissos.Les ceràmiques són fortes i tenen una excel·lent estabilitat tèrmica, però també poden ser trencadisses, cosa que la fa més difícil de fabricar.Els metalls són barats, mecanitzables i dúctils, però tenen un coeficient d'expansió tèrmica més alt i són susceptibles a la corrosió i la contaminació.Quan es seleccionen materials per a equips de semiconductors, és crucial tenir en compte els requisits específics de l'aplicació i seleccionar materials que equilibrin el cost, el rendiment i la fiabilitat.
Hora de publicació: 19-mar-2024