Žula je bežne používaný materiál v polovodičovom priemysle pre svoje vynikajúce mechanické vlastnosti, tepelnú stabilitu a nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.Avšak so stále rastúcim dopytom po vyššej presnosti a produktivite sa alternatívne materiály ukázali ako životaschopné možnosti výroby komponentov polovodičových zariadení.V tomto článku preskúmame niektoré alternatívne materiály pre časti žuly v polovodičových zariadeniach a porovnáme ich výhody a nevýhody.
Alternatívne materiály pre žulové diely
1. Sklokeramické materiály
Sklokeramické materiály, ako sú Zerodur a Cervit, získali široké uplatnenie v polovodičovom priemysle vďaka nízkemu koeficientu tepelnej rozťažnosti, ktorý sa približuje koeficientu kremíka.V dôsledku toho môžu tieto materiály poskytnúť lepšiu tepelnú stabilitu a zvýšenú presnosť v procese výroby polovodičov.Predovšetkým Zerodur má vysoký stupeň homogenity a stability, vďaka čomu je vhodný na výrobu litografických zariadení.
Výhody:
- Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti
- Vysoká presnosť a stabilita
- Vhodné pre vysokoteplotné aplikácie
Nevýhody:
- Vyššie náklady v porovnaní so žulou
- Relatívne krehký, môže predstavovať problémy pri obrábaní a manipulácii
2. Keramika
Keramické materiály, ako je oxid hlinitý (Al2O3), karbid kremíka (SiC) a nitrid kremíka (Si3N4), majú vynikajúce mechanické vlastnosti, odolnosť voči vysokej teplote a nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.Vďaka týmto vlastnostiam je keramika ideálna pre časti polovodičových zariadení, ktoré vyžadujú vysokú tepelnú stabilitu a presnosť, ako sú doštičkové stupne a skľučovadlá.
Výhody:
- Vysoká tepelná stabilita a pevnosť
- Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti
- Vysoká odolnosť proti opotrebeniu a chemická inertnosť
Nevýhody:
- Môže byť krehký a náchylný na praskanie, najmä pri obrábaní a manipulácii
- Opracovanie a leštenie keramiky môže byť náročné a časovo náročné
3. Kovy
Na niektoré časti polovodičových zariadení boli použité materiály na báze kovu, ako je nehrdzavejúca oceľ a titán, vďaka ich vynikajúcej opracovateľnosti a vysokej pevnosti.Bežne sa používajú v aplikáciách, kde sa nevyžaduje vysoká tepelná stabilita, ako sú časti komôr, spojky a priechodky.
Výhody:
- Dobrá opracovateľnosť a zvárateľnosť
- Vysoká pevnosť a ťažnosť
- Nízke náklady v porovnaní s niektorými alternatívnymi materiálmi
Nevýhody:
- Vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti
- Nevhodné pre vysokoteplotné aplikácie kvôli problémom s tepelnou rozťažnosťou
- Náchylné na koróziu a kontamináciu
Záver:
Stručne povedané, zatiaľ čo žula bola populárnou voľbou pre časti polovodičových zariadení, objavili sa alternatívne materiály, z ktorých každý má jedinečné výhody a nevýhody.Sklokeramické materiály sú vysoko presné a stabilné, ale môžu byť krehké.Keramika je pevná a má vynikajúcu tepelnú stabilitu, ale môže byť aj krehká, čo sťažuje jej výrobu.Kovy sú lacné, opracovateľné a tvárne, ale majú vyšší koeficient tepelnej rozťažnosti a sú náchylné na koróziu a kontamináciu.Pri výbere materiálov pre polovodičové zariadenia je dôležité zvážiť špecifické požiadavky aplikácie a vybrať materiály, ktoré vyvažujú náklady, výkon a spoľahlivosť.
Čas odoslania: 19. marca 2024