מגש קרמי SiC למנשא פרוסות עם עמידות לטמפרטורה גבוהה
מגש קרמי מסיליקון קרביד (מגש SiC)
רכיב קרמי בעל ביצועים גבוהים המבוסס על חומר סיליקון קרביד (SiC), המיועד ליישומים תעשייתיים מתקדמים כגון ייצור מוליכים למחצה וייצור LED. תפקידיו העיקריים כוללים שימוש כנושא פרוסות סיליקון, פלטפורמת תהליך איכול או תמיכה בתהליך בטמפרטורה גבוהה, תוך מינוף מוליכות תרמית יוצאת דופן, עמידות בטמפרטורה גבוהה ויציבות כימית כדי להבטיח אחידות בתהליך ותפוקת מוצר.
תכונות עיקריות
1. ביצועים תרמיים
- מוליכות תרמית גבוהה: 140–300 W/m·K, עולה משמעותית על גרפיט מסורתי (85 W/m·K), ומאפשרת פיזור חום מהיר והפחתת עומס תרמי.
- מקדם התפשטות תרמי נמוך: 4.0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), סיליקון תואם באופן הדוק (2.6×10⁻⁶/℃), ממזער את הסיכונים לעיוות תרמי.
2. תכונות מכניות
- חוזק גבוה: חוזק כיפוף ≥320 MPa (20℃), עמיד בפני דחיסה ופגיעות.
- קשיות גבוהה: קשיות מוס 9.5, שנייה רק ליהלום, המציעה עמידות מעולה בפני שחיקה.
3. יציבות כימית
- עמידות בפני קורוזיה: עמיד בפני חומצות חזקות (למשל, HF, H₂SO₄), מתאים לסביבות תהליכי איכול.
- לא מגנטי: רגישות מגנטית פנימית <1×10⁻⁶ emu/g, מונע הפרעות למכשירים מדויקים.
4. סבילות סביבתית קיצונית
- עמידות בטמפרטורה גבוהה: טמפרטורת פעולה ארוכת טווח עד 1600–1900 ℃; עמידות לטווח קצר עד 2200 ℃ (סביבה נטולת חמצן).
- עמידות בפני זעזועים תרמיים: עומד בשינויי טמפרטורה פתאומיים (ΔT >1000℃) ללא סדקים.
יישומים
| שדה יישום | תרחישים ספציפיים | ערך טכני |
| ייצור מוליכים למחצה | איכול פרוסות (ICP), שיקוע שכבה דקה (MOCVD), ליטוש CMP | מוליכות תרמית גבוהה מבטיחה שדות טמפרטורה אחידים; התפשטות תרמית נמוכה ממזערת עיוות פרוסות. |
| ייצור LED | גידול אפיטקסיאלי (למשל, GaN), חיתוך פרוסות ופלים, אריזה | מדכא פגמים מסוגים שונים, משפר את יעילות האור ואת תוחלת החיים של נורות ה-LED. |
| תעשיית הפוטו-וולטאית | תנורי סינטור פרוסות סיליקון, תומכי ציוד PECVD | עמידות בפני טמפרטורה גבוהה והלם תרמי מאריכה את תוחלת החיים של הציוד. |
| לייזר ואופטיקה | מצעי קירור לייזר בעלי הספק גבוה, תומכי מערכת אופטית | מוליכות תרמית גבוהה מאפשרת פיזור חום מהיר, וייצוב רכיבים אופטיים. |
| מכשירים אנליטיים | מחזיקי דגימות TGA/DSC | קיבולת חום נמוכה ותגובה תרמית מהירה משפרות את דיוק המדידה. |
יתרונות המוצר
- ביצועים מקיפים: מוליכות תרמית, חוזק ועמידות בפני קורוזיה עולים בהרבה על קרמיקה מאלומינה וסיליקון ניטריד, ועומדים בדרישות תפעוליות קיצוניות.
- עיצוב קל משקל: צפיפות של 3.1–3.2 גרם/סמ"ק (40% מהפלדה), מה שמפחית את העומס האינרציאלי ומשפר את דיוק התנועה.
- אורך חיים ואמינות: אורך חיי השירות עולה על 5 שנים בטמפרטורה של 1600 מעלות צלזיוס, מה שמפחית את זמן ההשבתה ומוריד את עלויות התפעול ב-30%.
- התאמה אישית: תומך בגיאומטריות מורכבות (למשל, כוסות יניקה נקבוביות, מגשים רב-שכבתיים) עם שגיאת שטוחות של <15 מיקרון עבור יישומים מדויקים.
מפרט טכני
| קטגוריית פרמטרים | אינדיקטור |
| תכונות פיזיקליות | |
| צְפִיפוּת | ≥3.10 גרם/סמ"ק |
| חוזק כיפוף (20℃) | 320–410 מגה פסקל |
| מוליכות תרמית (20℃) | 140–300 וואט/(מ״ק) |
| מקדם התפשטות תרמית (25–1000 ℃) | 4.0×10⁻⁶/℃ |
| תכונות כימיות | |
| עמידות לחומצות (HF/H₂SO₄) | אין קורוזיה לאחר טבילה של 24 שעות |
| דיוק עיבוד שבבי | |
| שְׁטִיחוּת | ≤15 מיקרומטר (300×300 מ"מ) |
| חספוס פני השטח (Ra) | ≤0.4 מיקרומטר |
שירותי XKH
XKH מספקת פתרונות תעשייתיים מקיפים הכוללים פיתוח בהתאמה אישית, עיבוד שבבי מדויק ובקרת איכות קפדנית. לפיתוח בהתאמה אישית, היא מציעה פתרונות חומרים בעלי טוהר גבוה (>99.999%) ונקבוביות (30-50% נקבוביות), בשילוב עם מידול תלת-ממדי וסימולציה כדי לייעל גיאומטריות מורכבות עבור יישומים כמו מוליכים למחצה וחלל. עיבוד שבבי מדויק פועל לפי תהליך יעיל: עיבוד אבקה → כבישה איזוסטטית/יבשה → סינטור 2200°C → טחינת יהלום/CNC → בדיקה, תוך הבטחת ליטוש ברמת ננומטרי וסבילות ממדית של ±0.01 מ"מ. בקרת האיכות כוללת בדיקות תהליך מלא (הרכב XRD, מיקרו-מבנה SEM, כיפוף 3 נקודות) ותמיכה טכנית (אופטימיזציה של תהליך, ייעוץ 24/7, אספקת דגימות תוך 48 שעות), ומספקת רכיבים אמינים ובעלי ביצועים גבוהים לצרכים תעשייתיים מתקדמים.
שאלות נפוצות (FAQ)
1. ש: אילו תעשיות משתמשות במגשי קרמיקה מסיליקון קרביד?
א: נמצאים בשימוש נרחב בייצור מוליכים למחצה (טיפול בפרוסות סיליקון), אנרגיה סולארית (תהליכי PECVD), ציוד רפואי (רכיבי MRI) וחלל (חלקים בטמפרטורה גבוהה) בשל עמידותם הגבוהה בחום ויציבותם הכימית.
2. ש: כיצד סיליקון קרביד עולה על מגשי קוורץ/זכוכית?
א: עמידות גבוהה יותר בפני הלם תרמי (עד 1800°C לעומת 1100°C של קוורץ), אפס הפרעות מגנטיות ותוחלת חיים ארוכה יותר (5+ שנים לעומת 6-12 חודשים של קוורץ).
3. ש: האם מגשי סיליקון קרביד יכולים להתמודד עם סביבות חומציות?
ת: כן. עמידים בפני HF, H2SO4 ו-NaOH עם פחות מ-0.01 מ"מ קורוזיה לשנה, מה שהופך אותם לאידיאליים לאכילה כימית ולניקוי פרוסות סיליקון.
4. ש: האם מגשי סיליקון קרביד תואמים לאוטומציה?
ת: כן. מיועד לאיסוף בוואקום ולטיפול רובוטי, עם משטח שטוח של פחות מ-0.01 מ"מ כדי למנוע זיהום חלקיקים במפעלים אוטומטיים.
5. ש: מהי השוואת העלויות לעומת חומרים מסורתיים?
א: עלות ראשונית גבוהה יותר (פי 3-5 קוורץ) אך עלות כוללת נמוכה יותר ב-30-50% עקב אורך חיים ארוך יותר, זמן השבתה מופחת וחיסכון באנרגיה הודות למוליכות תרמית מעולה.
