Graniitti on ollut puolijohdeteollisuudessa yleisesti käytetty materiaali sen erinomaisten mekaanisten ominaisuuksien, lämmön stabiilisuuden ja alhaisen lämpölaajennuskertoimen suhteen. Puolijohdelaitteiden komponenttien valmistukseen on kuitenkin syntynyt vaihtoehtoisia materiaaleja jatkuvasti kasvavan tarkkuuden ja tuottavuuden kysynnän myötä vaihtoehtoisia materiaaleja. Tässä artikkelissa tutkimme joitain puolijohdelaitteiden graniittiosien vaihtoehtoisia materiaaleja ja vertaamme niiden etuja ja haittoja.
Vaihtoehtoiset materiaalit graniittiosille
Kello 1. Lasikeraamiset materiaalit
Lasikaraamiset materiaalit, kuten Zerodur ja Cervitit, ovat saaneet laajalle levinnyttä käyttöä puolijohdeteollisuudessa niiden alhaisen lämpölaajennuskertoimen vuoksi, joka on lähellä piitä. Näin ollen nämä materiaalit voivat tarjota paremman lämmön stabiilisuuden ja parantuneen tarkkuuden puolijohteiden valmistusprosessissa. Erityisesti Zerodurilla on korkea homogeenisuus ja stabiilisuus, joten se sopii litografialaitteiden valmistukseen.
Edut:
- Lämpölaajennuksen alhainen kerroin
- Suuri tarkkuus ja vakaus
- Sopii korkean lämpötilan sovelluksiin
Haitat:
- korkeammat kustannukset graniittiin verrattuna
- Suhteellisen hauras, voi aiheuttaa haasteita työstöön ja käsittelyyn
2. keramiikka
Keraamisilla materiaaleilla, kuten alumiinioksidilla (AL2O3), piikarbidilla (sic) ja pii-nitridillä (Si3N4), on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, korkean lämpötilan vastus ja matala lämpölaajennuskerroin. Nämä ominaisuudet tekevät keramiikasta ihanteellisen puolijohdelaitteiden osille, jotka vaativat korkeaa lämpöstabiilisuutta ja tarkkuutta, kuten kiekkovaiheet ja istunnot.
Edut:
- Korkea lämmönvakaus ja lujuus
- Matala lämmön laajennuskerroin
- korkea kulumisvastus ja kemiallinen inertti
Haitat:
- voi olla hauras ja alttiita halkeiluun, etenkin koneistuksen ja käsittelyn aikana
- Keramiikan koneistaminen ja kiillottaminen voivat olla haastavia ja aikaa vieviä
3. Metallit
Metallipohjaisia materiaaleja, kuten ruostumatonta terästä ja titaania, on käytetty joihinkin puolijohdelaitteiden osiin niiden erinomaisen konepauden ja suuren lujuuden vuoksi. Niitä käytetään yleisesti sovelluksissa, joissa ei vaadita korkeaa lämpöstabaatuuria, kuten kammion osia, kytkimiä ja syöttöä.
Edut:
- hyvä konettavuus ja hitsaus
- Korkea lujuus ja taipuisuus
- alhaiset kustannukset verrattuna joihinkin vaihtoehtoisiin materiaaleihin
Haitat:
- Korkea lämmön laajennuskerroin
- Ei sovellu korkean lämpötilan sovelluksiin, jotka johtuvat lämmön laajennusongelmista
- Altti korroosiolle ja saastumiselle
Päätelmä:
Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka graniitti on ollut suosittu valinta puolijohdelaitteiden osiin, on syntynyt vaihtoehtoisia materiaaleja, joista jokaisella on ainutlaatuiset edut ja haitat. Lasikaraamiset materiaalit ovat erittäin tarkkoja ja vakaita, mutta ne voivat olla hauraita. Keramiikka on vahvaa ja niillä on erinomainen lämpöstabiilisuus, mutta se voi myös olla hauras, mikä tekee niistä haastavampia valmistuksen. Metallit ovat edullisia, konettavia ja ulottuvia, mutta niillä on korkeampi lämpölaajennuskerroin ja ne ovat alttiita korroosiolle ja saastumiselle. Puolijohdelaitteiden materiaaleja valittaessa on ratkaisevan tärkeää ottaa huomioon sovelluksen erityisvaatimukset ja valita materiaalit, jotka tasapainottavat kustannuksia, suorituskykyä ja luotettavuutta.
Viestin aika: Mar-19-2024