Granit je često korišten materijal u poluvodičkoj industriji zbog svojih izvrsnih mehaničkih svojstava, toplinske stabilnosti i niskog koeficijenta toplinskog širenja. Međutim, s rastućom potražnjom za većom preciznošću i produktivnošću, pojavili su se alternativni materijali kao održive opcije za izradu komponenti poluvodičke opreme. U ovom članku istražit ćemo neke od alternativnih materijala za granitne dijelove u poluvodičkoj opremi i usporediti njihove prednosti i nedostatke.
Alternativni materijali za granitne dijelove
1. Staklokeramički materijali
Staklokeramički materijali, poput Zerodura i Cervita, stekli su široku upotrebu u poluvodičkoj industriji zbog niskog koeficijenta toplinskog širenja, koji je blizak onome kod silicija. Posljedično, ovi materijali mogu pružiti bolju toplinsku stabilnost i poboljšanu preciznost u procesu izrade poluvodiča. Zerodur, posebno, ima visok stupanj homogenosti i stabilnosti, što ga čini pogodnim za proizvodnju litografske opreme.
Prednosti:
- Nizak koeficijent toplinskog širenja
- Visoka preciznost i stabilnost
- Pogodno za primjene na visokim temperaturama
Nedostaci:
- Viša cijena u usporedbi s granitom
- Relativno krhko, može predstavljati poteškoće pri obradi i rukovanju
2. Keramika
Keramički materijali, poput aluminijevog oksida (Al2O3), silicijevog karbida (SiC) i silicijevog nitrida (Si3N4), imaju izvrsna mehanička svojstva, otpornost na visoke temperature i nizak koeficijent toplinskog širenja. Ta svojstva čine keramiku idealnom za dijelove poluvodičke opreme koji zahtijevaju visoku toplinsku stabilnost i preciznost, poput nosača pločica i steznih glava.
Prednosti:
- Visoka toplinska stabilnost i čvrstoća
- Nizak koeficijent toplinskog širenja
- Visoka otpornost na habanje i kemijska inertnost
Nedostaci:
- Može biti krhko i sklono pucanju, posebno tijekom strojne obrade i rukovanja
- Obrada i poliranje keramike može biti izazovno i dugotrajno
3. Metali
Materijali na bazi metala, poput nehrđajućeg čelika i titana, korišteni su za neke dijelove poluvodičke opreme zbog svoje izvrsne obradivosti i visoke čvrstoće. Obično se koriste u primjenama gdje nije potrebna visoka toplinska stabilnost, kao što su dijelovi komora, spojnice i provodnici.
Prednosti:
- Dobra obradivost i zavarljivost
- Visoka čvrstoća i duktilnost
- Niska cijena u usporedbi s nekim alternativnim materijalima
Nedostaci:
- Visok koeficijent toplinskog širenja
- Nije prikladno za primjene na visokim temperaturama zbog problema s toplinskim širenjem
- Osjetljiv na koroziju i kontaminaciju
Zaključak:
Ukratko, iako je granit bio popularan izbor za dijelove poluvodičke opreme, pojavili su se alternativni materijali, svaki s jedinstvenim prednostima i nedostacima. Staklokeramički materijali su vrlo precizni i stabilni, ali mogu biti krhki. Keramika je čvrsta i ima izvrsnu toplinsku stabilnost, ali također može biti krhka, što je čini izazovnijom za proizvodnju. Metali su jeftini, obradivi i duktilni, ali imaju veći koeficijent toplinskog širenja te su osjetljivi na koroziju i kontaminaciju. Prilikom odabira materijala za poluvodičku opremu ključno je uzeti u obzir specifične zahtjeve primjene i odabrati materijale koji uravnotežuju cijenu, performanse i pouzdanost.
Vrijeme objave: 19. ožujka 2024.