Keramický tác SiC pro nosič destiček s odolností vůči vysokým teplotám
Keramický tác z karbidu křemíku (SiC tác)
Vysoce výkonná keramická součástka na bázi karbidu křemíku (SiC), navržená pro pokročilé průmyslové aplikace, jako je výroba polovodičů a LED diod. Mezi její hlavní funkce patří nosič destiček, platforma pro leptání nebo podpora vysokoteplotních procesů, přičemž využívá výjimečnou tepelnou vodivost, odolnost vůči vysokým teplotám a chemickou stabilitu k zajištění jednotnosti procesu a výtěžnosti produktu.
Klíčové vlastnosti
1. Tepelný výkon
- Vysoká tepelná vodivost: 140–300 W/m·K, výrazně převyšující tradiční grafit (85 W/m·K), což umožňuje rychlý odvod tepla a snížené tepelné namáhání.
- Nízký koeficient tepelné roztažnosti: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), což je velmi podobné křemíku (2,6×10⁻⁶/℃), minimalizující riziko tepelné deformace.
2. Mechanické vlastnosti
- Vysoká pevnost: Pevnost v ohybu ≥320 MPa (20℃), odolná vůči tlaku a nárazu.
- Vysoká tvrdost: Mohsova tvrdost 9,5, druhá nejtvrdší po diamantu, nabízí vynikající odolnost proti opotřebení.
3. Chemická stabilita
- Odolnost proti korozi: Odolná vůči silným kyselinám (např. HF, H₂SO₄), vhodná pro prostředí leptacích procesů.
- Nemagnetický: Vnitřní magnetická susceptibilita <1×10⁻⁶ emu/g, zabraňuje rušení s přesnými přístroji.
4. Extrémní tolerance vůči prostředí
- Odolnost při vysokých teplotách: Dlouhodobá provozní teplota až 1600–1900 ℃; krátkodobá odolnost až 2200 ℃ (prostředí bez kyslíku).
- Odolnost vůči teplotním šokům: Odolává náhlým změnám teploty (ΔT > 1000 ℃) bez praskání.
Aplikace
| Oblast použití | Specifické scénáře | Technická hodnota |
| Výroba polovodičů | Leptání destiček (ICP), depozice tenkých vrstev (MOCVD), leštění CMP | Vysoká tepelná vodivost zajišťuje rovnoměrná teplotní pole; nízká tepelná roztažnost minimalizuje deformaci destičky. |
| Výroba LED diod | Epitaxní růst (např. GaN), řezání destiček, balení | Potlačuje vícetypové vady, čímž zvyšuje světelnou účinnost a životnost LED. |
| Fotovoltaický průmysl | Pece pro slinování křemíkových destiček, podpěry zařízení PECVD | Odolnost vůči vysokým teplotám a tepelným šokům prodlužuje životnost zařízení. |
| Lasery a optika | Vysoce výkonné laserové chladicí substráty, podpěry optických systémů | Vysoká tepelná vodivost umožňuje rychlý odvod tepla a stabilizuje optické součástky. |
| Analytické nástroje | Držáky vzorků TGA/DSC | Nízká tepelná kapacita a rychlá tepelná odezva zlepšují přesnost měření. |
Výhody produktu
- Komplexní výkon: Tepelná vodivost, pevnost a odolnost proti korozi daleko převyšují keramiku z oxidu hlinitého a nitridu křemíku a splňují extrémní provozní požadavky.
- Lehká konstrukce: Hustota 3,1–3,2 g/cm³ (40 % oceli), snižuje setrvačné zatížení a zvyšuje přesnost pohybu.
- Dlouhověkost a spolehlivost: Životnost přesahuje 5 let při 1600 ℃, což zkracuje prostoje a snižuje provozní náklady o 30 %.
- Přizpůsobení: Podporuje složité geometrie (např. porézní přísavky, vícevrstvé misky) s chybou rovinnosti <15 μm pro přesné aplikace.
Technické specifikace
| Kategorie parametrů | Indikátor |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Hustota | ≥3,10 g/cm³ |
| Pevnost v ohybu (20℃) | 320–410 MPa |
| Tepelná vodivost (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Součinitel tepelné roztažnosti (25–1000 ℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Chemické vlastnosti | |
| Odolnost vůči kyselinám (HF/H₂SO₄) | Žádná koroze po 24hodinovém ponoření |
| Přesné obrábění | |
| Plochost | ≤15 μm (300×300 mm) |
| Drsnost povrchu (Ra) | ≤0,4 μm |
Služby XKH
Společnost XKH poskytuje komplexní průmyslová řešení zahrnující zakázkový vývoj, přesné obrábění a přísnou kontrolu kvality. Pro zakázkový vývoj nabízí řešení s vysoce čistými (>99,999 %) a porézními (30–50% poréznost) materiály, spárované s 3D modelováním a simulací pro optimalizaci složitých geometrií pro aplikace, jako jsou polovodiče a letecký průmysl. Přesné obrábění probíhá podle zjednodušeného procesu: zpracování prášku → izostatické/suché lisování → spékání při 2200 °C → CNC/diamantové broušení → kontrola, což zajišťuje leštění na nanometrové úrovni a rozměrovou toleranci ±0,01 mm. Kontrola kvality zahrnuje kompletní procesní testování (rentgenové difrakční složení, mikrostruktura SEM, 3bodové ohýbání) a technickou podporu (optimalizace procesu, konzultace 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, dodání vzorku do 48 hodin), a dodává spolehlivé a vysoce výkonné komponenty pro pokročilé průmyslové potřeby.
Často kladené otázky (FAQ)
1. Otázka: V jakých odvětvích se používají keramické misky z karbidu křemíku?
A: Široce se používají ve výrobě polovodičů (manipulace s destičkami), solární energii (procesy PECVD), lékařských zařízeních (součástky pro magnetickou rezonanci) a v letectví (součástky odolné vůči vysokým teplotám) díky své extrémní tepelné odolnosti a chemické stabilitě.
2. Otázka: Jak karbid křemíku překonává křemenné/skleněné misky?
A: Vyšší odolnost vůči tepelným šokům (až 1800 °C oproti 1100 °C u křemene), nulové magnetické rušení a delší životnost (5+ let oproti 6–12 měsícům u křemene).
3. Otázka: Mohou tácy z karbidu křemíku odolávat kyselému prostředí?
A: Ano. Odolné vůči HF, H2SO4 a NaOH s korozí <0,01 mm/rok, což je činí ideálními pro chemické leptání a čištění destiček.
4. Otázka: Jsou misky z karbidu křemíku kompatibilní s automatizací?
A: Ano. Navrženo pro vakuové sběrné a robotické manipulace s rovinností povrchu <0,01 mm, aby se zabránilo kontaminaci částicemi v automatizovaných výrobních závodech.
5. Otázka: Jaké je srovnání cen s tradičními materiály?
A: Vyšší počáteční náklady (3–5x více křemene), ale o 30–50 % nižší celkové náklady na vlastnictví (TCO) díky prodloužené životnosti, zkráceným prostojům a úsporám energie díky vynikající tepelné vodivosti.
