SiC kerámia tálca ostyatartóhoz, magas hőmérséklettel szemben ellenálló képességgel
Szilícium-karbid kerámia tálca (SiC tálca)
Nagy teljesítményű, szilícium-karbid (SiC) alapú kerámia alkatrész, amelyet fejlett ipari alkalmazásokhoz, például félvezetőgyártáshoz és LED-gyártáshoz terveztek. Fő funkciói közé tartozik a lapkahordozóként, maratási folyamatplatformként vagy magas hőmérsékletű folyamattámogatásként való működés, kivételes hővezető képességének, magas hőmérsékleti ellenállásának és kémiai stabilitásának kihasználásával biztosítva a folyamat egyenletességét és a termékhozamot.
Főbb jellemzők
1. Hőteljesítmény
- Magas hővezető képesség: 140–300 W/m·K, ami jelentősen meghaladja a hagyományos grafitét (85 W/m·K), így gyors hőelvezetést és csökkentett hőfeszültséget tesz lehetővé.
- Alacsony hőtágulási együttható: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), ami szorosan illeszkedik a szilíciumhoz (2,6×10⁻⁶/℃), minimalizálva a hődeformáció kockázatát.
2. Mechanikai tulajdonságok
- Nagy szilárdság: Hajlítószilárdság ≥320 MPa (20 ℃), ellenáll a nyomásnak és az ütéseknek.
- Nagy keménység: Mohs-keménység 9,5, amivel csak a gyémánt után a második helyen áll, kiváló kopásállóságot biztosítva.
3. Kémiai stabilitás
- Korrózióállóság: Ellenáll az erős savaknak (pl. HF, H₂SO₄), alkalmas maratási folyamatokhoz.
- Nem mágneses: Saját mágneses szuszceptibilitás <1×10⁻⁶ emu/g, így elkerülhető a precíziós műszerekkel való interferencia.
4. Szélsőséges környezeti tényezőkkel szembeni tolerancia
- Magas hőmérsékletű tartósság: Hosszú távú üzemi hőmérséklet akár 1600–1900 ℃-ig; rövid távú ellenállás akár 2200 ℃-ig (oxigénmentes környezetben).
- Hősokk-állóság: Repedés nélkül ellenáll a hirtelen hőmérséklet-változásoknak (ΔT >1000℃).
Alkalmazások
| Alkalmazási terület | Konkrét forgatókönyvek | Műszaki érték |
| Félvezető gyártás | Ostyamaratás (ICP), vékonyréteg-leválasztás (MOCVD), CMP polírozás | A magas hővezető képesség egyenletes hőmérsékleti mezőket biztosít; az alacsony hőtágulás minimalizálja a lapka vetemedését. |
| LED-gyártás | Epitaxiális növekedés (pl. GaN), ostyadarabolás, csomagolás | Elnyomja a többféle hibát, növelve a LED fényhasznosítását és élettartamát. |
| Fotovoltaikus ipar | Szilíciumlapka szinterelő kemencék, PECVD berendezéstartók | A magas hőmérséklettel és hősokkkal szembeni ellenállás meghosszabbítja a berendezések élettartamát. |
| Lézer és optika | Nagy teljesítményű lézeres hűtőfelületek, optikai rendszertámogatások | A magas hővezető képesség gyors hőelvezetést tesz lehetővé, stabilizálva az optikai alkatrészeket. |
| Analitikai eszközök | TGA/DSC mintatartók | Az alacsony hőkapacitás és a gyors hőválasz javítja a mérési pontosságot. |
Termelési előnyök
- Átfogó teljesítmény: A hővezető képesség, a szilárdság és a korrózióállóság messze meghaladja az alumínium-oxid és a szilícium-nitrid kerámiákét, így megfelel a szélsőséges üzemi igényeknek.
- Könnyű kialakítás: 3,1–3,2 g/cm³ sűrűség (az acél 40%-a), ami csökkenti a tehetetlenségi terhelést és növeli a mozgás pontosságát.
- Hosszú élettartam és megbízhatóság: Az üzemidő meghaladja az 5 évet 1600 ℃-on, ami 30%-kal csökkenti az állásidőt és az üzemeltetési költségeket.
- Testreszabás: Támogatja az összetett geometriákat (pl. porózus tapadókorongok, többrétegű tálcák) <15 μm síkfelületi hibával a precíziós alkalmazásokhoz.
Műszaki adatok
| Paraméter kategória | Indikátor |
| Fizikai tulajdonságok | |
| Sűrűség | ≥3,10 g/cm³ |
| Hajlítószilárdság (20 ℃) | 320–410 MPa |
| Hővezető képesség (20 ℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Hőtágulási együttható (25–1000 ℃) | 4,0 × 10⁻⁶/℃ |
| Kémiai tulajdonságok | |
| Savállóság (HF/H₂SO₄) | Nincs korrózió 24 órás merítés után |
| Precíziós megmunkálás | |
| Síkfelület | ≤15 μm (300 × 300 mm) |
| Felületi érdesség (Ra) | ≤0,4 μm |
XKH szolgáltatásai
Az XKH átfogó ipari megoldásokat kínál, amelyek kiterjednek az egyedi fejlesztésre, a precíziós megmunkálásra és a szigorú minőségellenőrzésre. Egyedi fejlesztéshez nagy tisztaságú (>99,999%) és porózus (30–50% porozitás) anyagmegoldásokat kínál, 3D modellezéssel és szimulációval párosítva az összetett geometriák optimalizálása érdekében olyan alkalmazásokhoz, mint a félvezetők és a repülőgépipar. A precíziós megmunkálás egy egyszerűsített folyamatot követ: porfeldolgozás → izosztatikus/száraz préselés → 2200°C-os szinterezés → CNC/gyémántcsiszolás → ellenőrzés, biztosítva a nanométeres szintű polírozást és a ±0,01 mm-es mérettűrést. A minőségellenőrzés magában foglalja a teljes folyamaton alapuló tesztelést (XRD összetétel, SEM mikroszerkezet, 3 pontos hajlítás) és a műszaki támogatást (folyamatoptimalizálás, 24/7 konzultáció, 48 órás mintaszállítás), megbízható, nagy teljesítményű alkatrészeket szállítva a fejlett ipari igényekhez.
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
1. K: Mely iparágakban használnak szilícium-karbid kerámia tálcákat?
A: Széles körben használják félvezetőgyártásban (szeletkezelés), napenergia-iparban (PECVD folyamatok), orvosi berendezésekben (MRI alkatrészek) és repülőgépiparban (magas hőmérsékletű alkatrészek) extrém hőállóságuk és kémiai stabilitásuk miatt.
2. K: Miben múlja felül a szilícium-karbid a kvarc/üveg tálcákat?
A: Nagyobb hősokk-állóság (akár 1800°C-ig a kvarc 1100°C-ához képest), nulla mágneses interferencia, és hosszabb élettartam (5+ év a kvarc 6-12 hónapjához képest).
3. K: A szilícium-karbid tálcák bírják a savas környezetet?
V: Igen. Ellenáll a HF-nek, H2SO4-nek és NaOH-nak, <0,01 mm korrózióval/év, így ideálisak kémiai maratáshoz és wafer tisztításhoz.
4. K: Kompatibilisek a szilícium-karbid tálcák az automatizálással?
V: Igen. Vákuumfelvételre és robotkezelésre tervezték, <0,01 mm-es felületi síkkal, hogy megakadályozza a részecskeszennyeződést az automatizált gyárakban.
5. K: Mi a költségösszehasonlítás a hagyományos anyagokhoz képest?
A: Magasabb kezdeti költség (3-5-szöröse a kvarcnak), de 30-50%-kal alacsonyabb teljes tulajdonlási költség (TCO) a hosszabb élettartam, a csökkentett állásidő és a kiváló hővezető képességből adódó energiamegtakarítás miatt.
