Granit har varit ett vanligt förekommande material inom halvledarindustrin för sina utmärkta mekaniska egenskaper, termiska stabilitet och låga värmeutvidgningskoefficient. Men med den ständigt ökande efterfrågan på högre precision och produktivitet har alternativa material framträtt som gångbara alternativ för tillverkning av komponenter till halvledarutrustning. I den här artikeln kommer vi att utforska några av de alternativa materialen för granitdelar i halvledarutrustning och jämföra deras fördelar och nackdelar.
Alternativa material för granitdelar
1. Glaskeramiska material
Glaskeramiska material, såsom Zerodur och Cervit, har fått stor användning inom halvledarindustrin på grund av sin låga värmeutvidgningskoefficient, som ligger nära kisels. Följaktligen kan dessa material ge bättre termisk stabilitet och ökad precision i halvledartillverkningsprocessen. Zerodur har i synnerhet en hög grad av homogenitet och stabilitet, vilket gör det lämpligt för tillverkning av litografisk utrustning.
Fördelar:
- Låg värmeutvidgningskoefficient
- Hög precision och stabilitet
- Lämplig för högtemperaturapplikationer
Nackdelar:
- Högre kostnad jämfört med granit
- Relativt spröd, kan innebära utmaningar vid bearbetning och hantering
2. Keramik
Keramiska material, såsom aluminiumoxid (Al₂O₃), kiselkarbid (SiC) och kiselnitrid (Si₃N₄), har utmärkta mekaniska egenskaper, hög temperaturbeständighet och låg värmeutvidgningskoefficient. Dessa egenskaper gör keramik idealiska för halvledarkomponenter som kräver hög termisk stabilitet och precision, såsom wafersteg och chuckar.
Fördelar:
- Hög termisk stabilitet och styrka
- Låg termisk expansionskoefficient
- Hög slitstyrka och kemisk inertitet
Nackdelar:
- Kan vara sprött och benäget att spricka, särskilt under bearbetning och hantering
- Maskinbearbetning och polering av keramik kan vara utmanande och tidskrävande
3. Metaller
Metallbaserade material, såsom rostfritt stål och titan, har använts för en del halvledarutrustningsdelar på grund av deras utmärkta bearbetbarhet och höga hållfasthet. De används ofta i applikationer där hög termisk stabilitet inte krävs, såsom kammardelar, kopplingar och genomföringar.
Fördelar:
- God bearbetbarhet och svetsbarhet
- Hög hållfasthet och duktilitet
- Låg kostnad jämfört med vissa alternativa material
Nackdelar:
- Hög termisk expansionskoefficient
- Ej lämplig för högtemperaturapplikationer på grund av termisk expansion
- Känslig för korrosion och kontaminering
Slutsats:
Sammanfattningsvis, medan granit har varit ett populärt val för delar till halvledarutrustning, har alternativa material dykt upp, alla med unika fördelar och nackdelar. Glaskeramiska material är mycket precisa och stabila men kan vara spröda. Keramik är stark och har utmärkt termisk stabilitet men kan också vara spröda, vilket gör dem svårare att tillverka. Metaller är billiga, bearbetbara och duktila, men de har en högre värmeutvidgningskoefficient och är känsliga för korrosion och kontaminering. Vid val av material för halvledarutrustning är det avgörande att beakta de specifika kraven för applikationen och välja material som balanserar kostnad, prestanda och tillförlitlighet.
Publiceringstid: 19 mars 2024