Bandeja de cerâmica SiC para suporte de wafer com resistência a altas temperaturas
Bandeja de cerâmica de carboneto de silício (bandeja de SiC)
Um componente cerâmico de alto desempenho baseado em carboneto de silício (SiC), projetado para aplicações industriais avançadas, como fabricação de semicondutores e produção de LEDs. Suas principais funções incluem servir como portador de wafer, plataforma para processos de gravação ou suporte a processos de alta temperatura, aproveitando condutividade térmica excepcional, resistência a altas temperaturas e estabilidade química para garantir a uniformidade do processo e o rendimento do produto.
Principais Características
1. Desempenho térmico
- Alta condutividade térmica: 140–300 W/m·K, superando significativamente o grafite tradicional (85 W/m·K), permitindo rápida dissipação de calor e redução do estresse térmico.
- Baixo coeficiente de expansão térmica: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), muito próximo do silício (2,6×10⁻⁶/℃), minimizando os riscos de deformação térmica.
2. Propriedades Mecânicas
- Alta resistência: Resistência à flexão ≥320 MPa (20℃), resistente à compressão e ao impacto.
- Alta Dureza: Dureza Mohs 9,5, superada apenas pelo diamante, oferecendo resistência superior ao desgaste.
3. Estabilidade Química
- Resistência à corrosão: resistente a ácidos fortes (por exemplo, HF, H₂SO₄), adequado para ambientes de processos de gravação.
- Não magnético: Suscetibilidade magnética intrínseca <1×10⁻⁶ emu/g, evitando interferência com instrumentos de precisão.
4. Tolerância a ambientes extremos
- Durabilidade em alta temperatura: temperatura operacional de longo prazo de até 1600–1900 ℃; resistência de curto prazo de até 2200 ℃ (ambiente sem oxigênio).
- Resistência ao choque térmico: suporta mudanças bruscas de temperatura (ΔT >1000℃) sem rachar.
Aplicações
| Campo de aplicação | Cenários Específicos | Valor técnico |
| Fabricação de semicondutores | Gravação de wafer (ICP), deposição de filme fino (MOCVD), polimento CMP | Alta condutividade térmica garante campos de temperatura uniformes; baixa expansão térmica minimiza a deformação do wafer. |
| Produção de LED | Crescimento epitaxial (por exemplo, GaN), corte de wafer, embalagem | Suprime vários tipos de defeitos, aumentando a eficiência luminosa e a vida útil do LED. |
| Indústria Fotovoltaica | Fornos de sinterização de wafers de silício, suportes de equipamentos PECVD | A resistência a altas temperaturas e choques térmicos aumenta a vida útil do equipamento. |
| Laser e Óptica | Substratos de resfriamento a laser de alta potência, suportes de sistema óptico | A alta condutividade térmica permite rápida dissipação de calor, estabilizando componentes ópticos. |
| Instrumentos Analíticos | Suportes de amostras TGA/DSC | Baixa capacidade de calor e resposta térmica rápida melhoram a precisão da medição. |
Vantagens do produto
- Desempenho abrangente: a condutividade térmica, a resistência e a resistência à corrosão excedem em muito as cerâmicas de alumina e nitreto de silício, atendendo a demandas operacionais extremas.
- Design leve: densidade de 3,1–3,2 g/cm³ (40% de aço), reduzindo a carga inercial e melhorando a precisão do movimento.
- Longevidade e confiabilidade: a vida útil excede 5 anos a 1600 °C, reduzindo o tempo de inatividade e diminuindo os custos operacionais em 30%.
- Personalização: Suporta geometrias complexas (por exemplo, ventosas porosas, bandejas multicamadas) com erro de planura <15 μm para aplicações de precisão.
Especificações Técnicas
| Categoria de parâmetro | Indicador |
| Propriedades físicas | |
| Densidade | ≥3,10 g/cm³ |
| Resistência à flexão (20℃) | 320–410 MPa |
| Condutividade térmica (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Coeficiente de expansão térmica (25–1000℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Propriedades Químicas | |
| Resistência a ácidos (HF/H₂SO₄) | Sem corrosão após 24h de imersão |
| Precisão de usinagem | |
| Planicidade | ≤15 μm (300×300 mm) |
| Rugosidade da superfície (Ra) | ≤0,4 μm |
Serviços da XKH
A XKH fornece soluções industriais abrangentes que abrangem desenvolvimento personalizado, usinagem de precisão e rigoroso controle de qualidade. Para desenvolvimento personalizado, oferece soluções em materiais de alta pureza (>99,999%) e porosos (30–50% de porosidade), aliadas à modelagem e simulação 3D para otimizar geometrias complexas em aplicações como semicondutores e aeroespacial. A usinagem de precisão segue um processo simplificado: processamento de pó → prensagem isostática/a seco → sinterização a 2200°C → retificação CNC/diamante → inspeção, garantindo polimento em nível nanométrico e tolerância dimensional de ±0,01 mm. O controle de qualidade inclui testes completos do processo (composição de XRD, microestrutura de SEM, dobra em 3 pontos) e suporte técnico (otimização de processos, consultoria 24 horas por dia, 7 dias por semana, entrega de amostras em 48 horas), fornecendo componentes confiáveis e de alto desempenho para necessidades industriais avançadas.
Perguntas Frequentes (FAQ)
1. P: Quais indústrias usam bandejas de cerâmica de carboneto de silício?
R: Amplamente utilizado na fabricação de semicondutores (manuseio de wafers), energia solar (processos PECVD), equipamentos médicos (componentes de ressonância magnética) e aeroespacial (peças de alta temperatura) devido à sua extrema resistência ao calor e estabilidade química.
2. P: Como o carboneto de silício supera as bandejas de quartzo/vidro?
R: Maior resistência a choques térmicos (até 1800 °C contra 1100 °C do quartzo), zero interferência magnética e maior vida útil (mais de 5 anos contra 6 a 12 meses do quartzo).
3. P: As bandejas de carboneto de silício podem suportar ambientes ácidos?
R: Sim. Resistente a HF, H2SO4 e NaOH, com corrosão <0,01 mm/ano, o que os torna ideais para gravação química e limpeza de wafers.
4. P: As bandejas de carboneto de silício são compatíveis com automação?
R: Sim. Projetado para coleta a vácuo e manuseio robótico, com planicidade de superfície <0,01 mm para evitar contaminação por partículas em fábricas automatizadas.
5. P: Qual é a comparação de custos em relação aos materiais tradicionais?
R: Custo inicial mais alto (3-5x quartzo), mas TCO 30-50% menor devido à vida útil estendida, tempo de inatividade reduzido e economia de energia devido à condutividade térmica superior.
