Keramická miska SiC pre nosič oblátok s odolnosťou voči vysokým teplotám
Keramická miska z karbidu kremíka (SiC miska)
Vysoko výkonná keramická súčiastka na báze karbidu kremíka (SiC), navrhnutá pre pokročilé priemyselné aplikácie, ako je výroba polovodičov a LED diód. Medzi jej hlavné funkcie patrí nosná vrstva doštičiek, platforma pre leptanie alebo podpora vysokoteplotných procesov, pričom využíva výnimočnú tepelnú vodivosť, odolnosť voči vysokým teplotám a chemickú stabilitu na zabezpečenie rovnomernosti procesu a výťažnosti produktu.
Kľúčové vlastnosti
1. Tepelný výkon
- Vysoká tepelná vodivosť: 140 – 300 W/m·K, výrazne prevyšujúca tradičný grafit (85 W/m·K), čo umožňuje rýchly odvod tepla a znížené tepelné namáhanie.
- Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti: 4,0 × 10⁻⁶/℃ (25 – 1 000 ℃), čo je veľmi podobné kremíku (2,6 × 10⁻⁶/℃), minimalizuje riziko tepelnej deformácie.
2. Mechanické vlastnosti
- Vysoká pevnosť: Pevnosť v ohybe ≥320 MPa (20 ℃), odolná voči tlaku a nárazu.
- Vysoká tvrdosť: Mohsova tvrdosť 9,5, druhá najtvrdšia hneď po diamante, ponúka vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu.
3. Chemická stabilita
- Odolnosť proti korózii: Odolná voči silným kyselinám (napr. HF, H₂SO₄), vhodná pre leptané prostredie.
- Nemagnetický: Vnútorná magnetická susceptibilita <1×10⁻⁶ emu/g, čím sa zabráni interferencii s presnými prístrojmi.
4. Extrémna tolerancia voči prostrediu
- Odolnosť voči vysokým teplotám: Dlhodobá prevádzková teplota do 1600 – 1900 ℃; krátkodobá odolnosť do 2200 ℃ (prostredie bez kyslíka).
- Odolnosť voči tepelným šokom: Odoláva náhlym zmenám teploty (ΔT > 1000 ℃) bez praskania.
Aplikácie
| Oblasť použitia | Špecifické scenáre | Technická hodnota |
| Výroba polovodičov | Leptanie doštičiek (ICP), nanášanie tenkých vrstiev (MOCVD), leštenie CMP | Vysoká tepelná vodivosť zaisťuje rovnomerné teplotné polia; nízka tepelná rozťažnosť minimalizuje deformáciu doštičiek. |
| Výroba LED diód | Epitaxný rast (napr. GaN), rezanie doštičiek, balenie | Potláča viactypové chyby, čím zvyšuje svetelnú účinnosť a životnosť LED diód. |
| Fotovoltaický priemysel | Pece na spekanie kremíkových doštičiek, podpery zariadení PECVD | Odolnosť voči vysokým teplotám a tepelným šokom predlžuje životnosť zariadenia. |
| Laser a optika | Vysokovýkonné laserové chladiace substráty, podpery optických systémov | Vysoká tepelná vodivosť umožňuje rýchly odvod tepla a stabilizuje optické súčiastky. |
| Analytické nástroje | Držiaky vzoriek TGA/DSC | Nízka tepelná kapacita a rýchla tepelná odozva zlepšujú presnosť merania. |
Výhody produktu
- Komplexný výkon: Tepelná vodivosť, pevnosť a odolnosť proti korózii ďaleko prevyšujú keramiku z oxidu hlinitého a nitridu kremíka a spĺňajú extrémne prevádzkové požiadavky.
- Ľahká konštrukcia: Hustota 3,1 – 3,2 g/cm³ (40 % ocele), čo znižuje zotrvačné zaťaženie a zvyšuje presnosť pohybu.
- Dlhovekosť a spoľahlivosť: Životnosť presahuje 5 rokov pri teplote 1600 ℃, čo skracuje prestoje a znižuje prevádzkové náklady o 30 %.
- Prispôsobenie: Podporuje zložité geometrie (napr. pórovité prísavky, viacvrstvové misky) s chybou rovinnosti <15 μm pre presné aplikácie.
Technické špecifikácie
| Kategória parametrov | Indikátor |
| Fyzikálne vlastnosti | |
| Hustota | ≥3,10 g/cm³ |
| Pevnosť v ohybe (20 ℃) | 320 – 410 MPa |
| Tepelná vodivosť (20 ℃) | 140 – 300 W/(m·K) |
| Koeficient tepelnej rozťažnosti (25 – 1 000 ℃) | 4,0 × 10⁻⁶/℃ |
| Chemické vlastnosti | |
| Odolnosť voči kyselinám (HF/H₂SO₄) | Žiadna korózia po 24 hodinách ponorenia |
| Presnosť obrábania | |
| Rovinnosť | ≤15 μm (300 × 300 mm) |
| Drsnosť povrchu (Ra) | ≤0,4 μm |
Služby spoločnosti XKH
Spoločnosť XKH poskytuje komplexné priemyselné riešenia zahŕňajúce vývoj na mieru, presné obrábanie a prísnu kontrolu kvality. Pre vývoj na mieru ponúka riešenia s vysokou čistotou (> 99,999 %) a pórovitosťou (30 – 50 % pórovitosť) v spojení s 3D modelovaním a simuláciou na optimalizáciu zložitých geometrií pre aplikácie ako polovodiče a letecký priemysel. Presné obrábanie sa riadi zjednodušeným procesom: spracovanie prášku → izostatické/suché lisovanie → spekanie pri 2200 °C → CNC/brúsenie diamantom → kontrola, zabezpečujúca leštenie na nanometrovej úrovni a rozmerovú toleranciu ±0,01 mm. Kontrola kvality zahŕňa testovanie celého procesu (zloženie XRD, mikroštruktúra SEM, 3-bodové ohýbanie) a technickú podporu (optimalizácia procesu, konzultácie 24 hodín denne, 7 dní v týždni, dodanie vzorky do 48 hodín), čím dodáva spoľahlivé a vysoko výkonné komponenty pre pokročilé priemyselné potreby.
Často kladené otázky (FAQ)
1. Otázka: V ktorých odvetviach sa používajú keramické misky z karbidu kremíka?
A: Široko používané vo výrobe polovodičov (manipulácia s doštičkami), solárnej energii (procesy PECVD), zdravotníckych zariadeniach (komponenty MRI) a v letectve (diely odolné voči vysokým teplotám) vďaka ich extrémnej tepelnej odolnosti a chemickej stabilite.
2. Otázka: V čom je karbid kremíka lepší ako kremenné/sklenené misky?
A: Vyššia odolnosť voči tepelným šokom (až do 1800 °C oproti 1100 °C u kremeňa), nulové magnetické rušenie a dlhšia životnosť (5+ rokov oproti 6 – 12 mesiacom u kremeňa).
3. Otázka: Zvládnu karbidové misky kremíka kyslé prostredie?
A: Áno. Odolné voči HF, H2SO4 a NaOH s mierou korózie <0,01 mm/rok, vďaka čomu sú ideálne na chemické leptanie a čistenie doštičiek.
4. Otázka: Sú misky z karbidu kremíka kompatibilné s automatizáciou?
A: Áno. Navrhnuté pre vákuové nasávanie a robotickú manipuláciu s rovinnosťou povrchu < 0,01 mm, aby sa zabránilo kontaminácii časticami v automatizovaných továrňach.
5. Otázka: Aké je porovnanie nákladov s tradičnými materiálmi?
A: Vyššie počiatočné náklady (3-5x kremeň), ale o 30-50 % nižšie celkové náklady na vlastníctvo vďaka predĺženej životnosti, skráteným prestojom a úsporám energie vďaka vynikajúcej tepelnej vodivosti.
