Bandeja de cerámica de SiC para soporte de obleas con resistencia a altas temperaturas
Bandeja de cerámica de carburo de silicio (bandeja SiC)
Un componente cerámico de alto rendimiento basado en carburo de silicio (SiC), diseñado para aplicaciones industriales avanzadas como la fabricación de semiconductores y la producción de LED. Sus funciones principales incluyen servir como soporte de obleas, plataforma para procesos de grabado o soporte de procesos de alta temperatura, aprovechando su excepcional conductividad térmica, resistencia a altas temperaturas y estabilidad química para garantizar la uniformidad del proceso y el rendimiento del producto.
Características principales
1. Rendimiento térmico
- Alta conductividad térmica: 140–300 W/m·K, superando significativamente al grafito tradicional (85 W/m·K), lo que permite una rápida disipación del calor y una reducción del estrés térmico.
- Coeficiente de expansión térmica bajo: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), muy similar al silicio (2,6×10⁻⁶/℃), lo que minimiza los riesgos de deformación térmica.
2. Propiedades mecánicas
- Alta resistencia: Resistencia a la flexión ≥320 MPa (20℃), resistente a la compresión y al impacto.
- Alta dureza: dureza Mohs 9.5, solo superada por el diamante, que ofrece una resistencia superior al desgaste.
3. Estabilidad química
- Resistencia a la corrosión: Resistente a ácidos fuertes (por ejemplo, HF, H₂SO₄), adecuado para entornos de procesos de grabado.
- No magnético: Susceptibilidad magnética intrínseca <1×10⁻⁶ emu/g, evitando interferencias con instrumentos de precisión.
4. Tolerancia a entornos extremos
- Durabilidad a altas temperaturas: Temperatura de funcionamiento a largo plazo de hasta 1600–1900 ℃; resistencia a corto plazo de hasta 2200 ℃ (ambiente sin oxígeno).
- Resistencia al choque térmico: Soporta cambios bruscos de temperatura (ΔT >1000℃) sin agrietarse.
Aplicaciones
| Campo de aplicación | Escenarios específicos | Valor técnico |
| Fabricación de semiconductores | Grabado de obleas (ICP), deposición de película delgada (MOCVD), pulido CMP | La alta conductividad térmica garantiza campos de temperatura uniformes; la baja expansión térmica minimiza la deformación de las obleas. |
| Producción de LED | Crecimiento epitaxial (por ejemplo, GaN), corte de obleas, empaquetado | Suprime defectos de múltiples tipos, mejorando la eficiencia luminosa y la vida útil del LED. |
| Industria fotovoltaica | Hornos de sinterización de obleas de silicio, soportes de equipos PECVD | La resistencia a altas temperaturas y al choque térmico prolonga la vida útil del equipo. |
| Láser y óptica | Sustratos de enfriamiento láser de alta potencia, soportes de sistemas ópticos | La alta conductividad térmica permite una rápida disipación del calor, estabilizando los componentes ópticos. |
| Instrumentos analíticos | Portamuestras TGA/DSC | La baja capacidad térmica y la respuesta térmica rápida mejoran la precisión de la medición. |
Ventajas del producto
- Rendimiento integral: la conductividad térmica, la resistencia y la resistencia a la corrosión superan ampliamente las cerámicas de alúmina y nitruro de silicio, satisfaciendo demandas operativas extremas.
- Diseño liviano: densidad de 3,1–3,2 g/cm³ (40 % de acero), lo que reduce la carga inercial y mejora la precisión del movimiento.
- Longevidad y confiabilidad: La vida útil supera los 5 años a 1600 ℃, lo que reduce el tiempo de inactividad y los costos operativos en un 30%.
- Personalización: Admite geometrías complejas (por ejemplo, ventosas porosas, bandejas multicapa) con un error de planitud <15 μm para aplicaciones de precisión.
Especificaciones técnicas
| Categoría de parámetro | Indicador |
| Propiedades físicas | |
| Densidad | ≥3,10 g/cm³ |
| Resistencia a la flexión (20 °C) | 320–410 MPa |
| Conductividad térmica (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Coeficiente de expansión térmica (25–1000 ℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Propiedades químicas | |
| Resistencia a los ácidos (HF/H₂SO₄) | Sin corrosión después de 24 horas de inmersión. |
| Mecanizado de precisión | |
| Llanura | ≤15 μm (300×300 mm) |
| Rugosidad superficial (Ra) | ≤0,4 μm |
Servicios de XKH
XKH ofrece soluciones industriales integrales que abarcan desarrollo a medida, mecanizado de precisión y un riguroso control de calidad. Para el desarrollo a medida, ofrece soluciones de materiales de alta pureza (>99,999 %) y porosos (30-50 % de porosidad), junto con modelado y simulación 3D para optimizar geometrías complejas para aplicaciones como semiconductores y aeroespacial. El mecanizado de precisión sigue un proceso optimizado: procesamiento de polvo → prensado isostático/en seco → sinterización a 2200 °C → rectificado CNC/de diamante → inspección, garantizando un pulido nanométrico y una tolerancia dimensional de ±0,01 mm. El control de calidad incluye pruebas de proceso completo (composición por XRD, microestructura por SEM, flexión de 3 puntos) y soporte técnico (optimización de procesos, consulta 24/7, entrega de muestras en 48 horas), lo que proporciona componentes fiables y de alto rendimiento para las necesidades industriales más exigentes.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. P: ¿Qué industrias utilizan bandejas de cerámica de carburo de silicio?
R: Se utiliza ampliamente en la fabricación de semiconductores (manipulación de obleas), energía solar (procesos PECVD), equipos médicos (componentes de resonancia magnética) y industria aeroespacial (piezas de alta temperatura) debido a su extrema resistencia al calor y estabilidad química.
2. P: ¿En qué sentido el carburo de silicio supera a las bandejas de cuarzo/vidrio?
R: Mayor resistencia al choque térmico (hasta 1800 °C frente a los 1100 °C del cuarzo), cero interferencias magnéticas y mayor vida útil (más de 5 años frente a los 6-12 meses del cuarzo).
3. P: ¿Las bandejas de carburo de silicio pueden soportar entornos ácidos?
R: Sí. Resistentes a HF, H2SO4 y NaOH con <0,01 mm de corrosión/año, lo que los hace ideales para el grabado químico y la limpieza de obleas.
4. P: ¿Las bandejas de carburo de silicio son compatibles con la automatización?
R: Sí. Diseñado para recolección por vacío y manipulación robótica, con una planitud de superficie <0,01 mm para evitar la contaminación de partículas en fábricas automatizadas.
5. P: ¿Cuál es la comparación de costos frente a los materiales tradicionales?
R: Mayor costo inicial (3-5 veces el cuarzo) pero 30-50 % menor TCO debido a una vida útil más prolongada, menor tiempo de inactividad y ahorro de energía gracias a una conductividad térmica superior.
