صينية سيراميك SiC لحامل الرقاقة مع مقاومة درجات الحرارة العالية
صينية سيراميك كربيد السيليكون (صينية SiC)
مكون سيراميكي عالي الأداء مصنوع من مادة كربيد السيليكون (SiC)، مصمم للتطبيقات الصناعية المتقدمة مثل تصنيع أشباه الموصلات وإنتاج مصابيح LED. تشمل وظائفه الأساسية العمل كحامل للرقاقة، أو منصة لعملية الحفر، أو دعم لعمليات درجات الحرارة العالية، مستفيدًا من موصلية حرارية استثنائية، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، واستقرار كيميائي لضمان اتساق العملية وزيادة إنتاجية المنتج.
الميزات الرئيسية
1. الأداء الحراري
- الموصلية الحرارية العالية: 140–300 وات/م·ك، وهي تتفوق بشكل كبير على الجرافيت التقليدي (85 وات/م·ك)، مما يتيح تبديد الحرارة بسرعة وتقليل الإجهاد الحراري.
- معامل التمدد الحراري المنخفض: 4.0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃)، وهو يتطابق بشكل وثيق مع السيليكون (2.6×10⁻⁶/℃)، مما يقلل من مخاطر التشوه الحراري.
2. الخصائص الميكانيكية
- قوة عالية: قوة الانحناء ≥320 ميجا باسكال (20 درجة مئوية)، مقاومة للضغط والصدمات.
- صلابة عالية: صلابة موس 9.5، وهي الثانية بعد الماس، مما يوفر مقاومة فائقة للتآكل.
3. الاستقرار الكيميائي
- مقاومة التآكل: مقاومة للأحماض القوية (على سبيل المثال، HF، H₂SO₄)، ومناسبة لبيئات عملية الحفر.
- غير مغناطيسي: قابلية مغناطيسية جوهرية <1×10⁻⁶ emu/g، مما يتجنب التداخل مع الأدوات الدقيقة.
4. تحمل البيئة الشديدة
- متانة درجات الحرارة العالية: درجة حرارة تشغيل طويلة الأمد تصل إلى 1600-1900 درجة مئوية؛ مقاومة قصيرة الأمد تصل إلى 2200 درجة مئوية (بيئة خالية من الأكسجين).
- مقاومة الصدمات الحرارية: تتحمل التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة (ΔT >1000℃) دون أن تتشقق.
التطبيقات
| مجال التطبيق | سيناريوهات محددة | القيمة التقنية |
| تصنيع أشباه الموصلات | حفر الرقاقة (ICP)، ترسيب الأغشية الرقيقة (MOCVD)، تلميع CMP | تضمن الموصلية الحرارية العالية مجالات درجة حرارة موحدة؛ ويقلل التمدد الحراري المنخفض من تشوه الرقاقة. |
| إنتاج LED | النمو الطبقي (على سبيل المثال، GaN)، تقطيع الرقاقة، التعبئة والتغليف | يعمل على منع العيوب متعددة الأنواع، مما يعزز كفاءة الإضاءة LED وعمرها الافتراضي. |
| صناعة الطاقة الكهروضوئية | أفران تلبيد رقاقة السيليكون، دعم معدات PECVD | تساعد مقاومة درجات الحرارة العالية والصدمات الحرارية على إطالة عمر المعدات. |
| الليزر والبصريات | ركائز تبريد الليزر عالية الطاقة، ودعم النظام البصري | تتيح الموصلية الحرارية العالية تبديد الحرارة بسرعة، مما يؤدي إلى تثبيت المكونات البصرية. |
| الأجهزة التحليلية | حاملات عينات TGA/DSC | تعمل السعة الحرارية المنخفضة والاستجابة الحرارية السريعة على تحسين دقة القياس. |
مزايا المنتج
- الأداء الشامل: تتجاوز الموصلية الحرارية والقوة ومقاومة التآكل بكثير السيراميك المصنوع من الألومينا والنيتريد السيليكوني، مما يلبي متطلبات التشغيل القصوى.
- تصميم خفيف الوزن: كثافة 3.1–3.2 جم/سم³ (40% من الفولاذ)، مما يقلل من الحمل بالقصور الذاتي ويعزز دقة الحركة.
- العمر الافتراضي والموثوقية: يتجاوز عمر الخدمة 5 سنوات عند 1600 درجة مئوية، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل ويخفض تكاليف التشغيل بنسبة 30%.
- التخصيص: يدعم الأشكال الهندسية المعقدة (على سبيل المثال، أكواب الشفط المسامية، والصواني متعددة الطبقات) مع خطأ تسطيح <15 ميكرومتر للتطبيقات الدقيقة.
المواصفات الفنية
| فئة المعلمة | المؤشر |
| الخصائص الفيزيائية | |
| كثافة | ≥3.10 جم/سم³ |
| قوة الانحناء (20 درجة مئوية) | 320–410 ميجا باسكال |
| الموصلية الحرارية (20 درجة مئوية) | 140–300 واط/(م·ك) |
| معامل التمدد الحراري (25–1000 درجة مئوية) | 4.0×10⁻⁶/℃ |
| الخصائص الكيميائية | |
| مقاومة الأحماض (HF/H₂SO₄) | لا يوجد تآكل بعد غمره لمدة 24 ساعة |
| دقة التصنيع | |
| التسطيح | ≤15 ميكرومتر (300×300 مم) |
| خشونة السطح (Ra) | ≤0.4 ميكرومتر |
خدمات XKH
تقدم XKH حلولاً صناعية شاملة تشمل التطوير المخصص، والتصنيع الدقيق، ومراقبة الجودة الصارمة. للتطوير المخصص، تقدم حلولاً لمواد عالية النقاء (>99.999%) ومسامية (30-50%)، مقترنة بالنمذجة والمحاكاة ثلاثية الأبعاد لتحسين الأشكال الهندسية المعقدة لتطبيقات مثل أشباه الموصلات والفضاء. تتبع عملية التصنيع الدقيق عملية مبسطة: معالجة المسحوق ← الضغط المتساوي/الجاف ← التلبيد 2200 درجة مئوية ← الطحن بالتحكم الرقمي بالكمبيوتر/الماس ← الفحص، مما يضمن تلميعًا بمستوى نانومتر وتفاوتًا في الأبعاد يبلغ ±0.01 مم. تشمل مراقبة الجودة اختبار العملية الكاملة (تركيبة XRD، البنية الدقيقة للمجهر الإلكتروني الماسح، الانحناء ثلاثي النقاط) والدعم الفني (تحسين العملية، استشارة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، تسليم العينات خلال 48 ساعة)، مما يوفر مكونات موثوقة وعالية الأداء لتلبية الاحتياجات الصناعية المتقدمة.
الأسئلة الشائعة
1. س: ما هي الصناعات التي تستخدم صواني سيراميك كربيد السيليكون؟
أ: تستخدم على نطاق واسع في تصنيع أشباه الموصلات (معالجة الرقاقة)، والطاقة الشمسية (عمليات PECVD)، والمعدات الطبية (مكونات التصوير بالرنين المغناطيسي)، والفضاء الجوي (الأجزاء ذات درجات الحرارة العالية) بسبب مقاومتها الشديدة للحرارة واستقرارها الكيميائي.
2. س: كيف يتفوق كربيد السيليكون على صواني الكوارتز/الزجاج؟
أ: مقاومة أعلى للصدمات الحرارية (تصل إلى 1800 درجة مئوية مقابل 1100 درجة مئوية للكوارتز)، وعدم وجود أي تداخل مغناطيسي، وعمر افتراضي أطول (أكثر من 5 سنوات مقابل 6-12 شهرًا للكوارتز).
3. س: هل يمكن لصواني كربيد السيليكون التعامل مع البيئات الحمضية؟
ج: نعم. مقاومة لحمض الهيدروفلوريك، وكبريتات الهيدروجين، وهيدروكسيد الصوديوم، بمعدل تآكل أقل من 0.01 مم سنويًا، مما يجعلها مثالية للحفر الكيميائي وتنظيف الرقاقات.
4. س: هل صواني كربيد السيليكون متوافقة مع الأتمتة؟
ج: نعم. مُصمم لالتقاط الجسيمات بالتفريغ والمعالجة الآلية، مع سطح مسطح أقل من 0.01 مم لمنع تلوث الجسيمات في المصانع الآلية.
5. س: ما هي مقارنة التكلفة مقابل المواد التقليدية؟
أ: تكلفة أولية أعلى (3-5x كوارتز) ولكن تكلفة إجمالية للملكية أقل بنسبة 30-50% بسبب عمر افتراضي أطول، ووقت تعطل أقل، وتوفير الطاقة من التوصيل الحراري الفائق.
