Siliciumcarbid
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Siliziumkarbidkeramik SiC
Siliziumkarbidkeramiken weisen bei Normaltemperatur hervorragende mechanische Eigenschaften auf, wie hohe Festigkeit, Härte und Elastizitätsmodul, sowie eine ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität mit hoher Wärmeleitfähigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und guter spezifischer Steifigkeit. Sie eignen sich besonders für die Herstellung von Präzisionskeramikbauteilen für Fotolithografieanlagen und andere Anlagen zur integrierten Schaltungstechnik. Beispielsweise werden sie in Fotolithografieanlagen für Präzisions-Werkstücktische, Skelette, Saugnäpfe, wassergekühlte Platten, Präzisionsmessspiegel, Gitter und andere Keramikbauteile verwendet. Das neue Material von Fountyl, entwickelt nach jahrelanger Forschung, löst die Probleme der Präzisionsbearbeitung und -herstellung von Siliziumkarbidbauteilen mit großen Abmessungen, dünnen Wänden, Hohlstrukturen und anderen komplexen Strukturen und überwindet damit den technischen Engpass in der Herstellung solcher Präzisionsbauteile. Dies hat die Lokalisierung wichtiger Bauteile für Anlagen zur Herstellung integrierter Schaltungen maßgeblich gefördert.
● Zu den Siliziumkarbidkeramiken zählen hauptsächlich drucklos gesintertes Siliziumkarbid (SSiC), reaktionsgesintertes Siliziumkarbid (RBSC) und mittels chemischer Gasphasenabscheidung hergestelltes Siliziumkarbid (CVD-SiC).
● Siliziumkarbid besitzt eine Vielzahl hervorragender Eigenschaften: superhart, verschleißfest, hohe Wärmeleitfähigkeit und mechanische Festigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, ausgezeichnete thermische Stabilität, geringe Dichte, hohe spezifische Steifigkeit, nicht magnetisch.
● Siliziumkarbidkeramiken werden derzeit in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Nuklearindustrie eingesetzt, beispielsweise für Keramikteile von High-End-Geräten für Siliziumkarbid-Keramikreflektoren und die Herstellung integrierter Schaltkreise, Wärmetauscher und kugelsichere Materialien unter extremen Bedingungen.
Merkmale von präzisionsgefertigten Keramikbauteilen für Anlagen zur Herstellung integrierter Schaltkreise:
① Sehr geringes Gewicht: Um die Bewegungsträgheit zu verringern, die Motorlast zu reduzieren und die Bewegungseffizienz, Positioniergenauigkeit und Stabilität zu verbessern, werden die Strukturteile im Allgemeinen in Leichtbauweise gefertigt, wobei der Leichtbauanteil 60-80%, bis zu 90% beträgt;
② Hohe Form- und Positionsgenauigkeit: Um eine hochpräzise Bewegung und Positionierung zu erreichen, müssen die Strukturteile eine extrem hohe Form- und Positionsgenauigkeit aufweisen. Die Ebenheit, Parallelität und Rechtwinkligkeit müssen unter 1 μm liegen, und die Form- und Positionsgenauigkeit muss unter 5 μm liegen.
③ Hohe Dimensionsstabilität: Um eine hochpräzise Bewegung und Positionierung zu erreichen, müssen die Strukturteile eine extrem hohe Dimensionsstabilität aufweisen, keine Spannungen erzeugen, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen und nicht leicht große Dimensionsverformungen hervorrufen.
④ Sauber und schadstofffrei. Die Bauteile müssen einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten, geringe kinetische Energieverluste während der Bewegung und keine Verunreinigungen durch Schleifpartikel aufweisen. Siliziumkarbid besitzt einen sehr hohen Elastizitätsmodul, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Es ist wenig anfällig für Biegeverformungen und thermische Dehnungen und lässt sich hervorragend polieren und zu spiegelglatten Oberflächen bearbeiten. Daher bietet Siliziumkarbid große Vorteile als Präzisionswerkstoff für Schlüsselkomponenten von integrierten Schaltungen wie beispielsweise Fotolithografieanlagen. Siliziumkarbid zeichnet sich durch gute chemische Stabilität, hohe mechanische Festigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus und kann in extremen Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck, Korrosion und Strahlung eingesetzt werden.
Siliciumcarbid zeichnet sich durch gute chemische Stabilität, hohe mechanische Festigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus und kann in extremen Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck, Korrosion und Strahlung eingesetzt werden.
Die Schlüsselkomponenten von integrierten Schaltkreisen erfordern leichte, hochfeste, wärmeleitfähige und wärmeausdehnungskoeffizienten Komponentenmaterialien, die zudem dicht, gleichmäßig und fehlerfrei sind. Für die hochpräzise Bewegung und Steuerung der Anlagen ist eine extrem hohe Maßgenauigkeit und Dimensionsstabilität der Komponenten unerlässlich. Siliziumkarbidkeramik zeichnet sich durch einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe spezifische Steifigkeit aus, ist formstabil und besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe thermische Stabilität. Daher ist Siliziumkarbidkeramik ein hervorragendes Strukturmaterial und findet in der Fertigung integrierter Schaltkreise vielfältige Anwendung, beispielsweise in Lithographieanlagen mit Siliziumkarbid-Arbeitstischen, Führungsschienen, Reflektoren, Keramikspannfuttern und Keramik-Endeffektoren.
Fountyl kann die Anforderungen an Fotolithografiemaschinen als repräsentative Schlüsselausrüstung für die Herstellung integrierter Schaltungen mit großen Abmessungen, hohlen dünnen Wänden, komplexer Struktur und Präzisions-Siliziumkarbid-Strukturteilen erfüllen, wie z. B.: Siliziumkarbid-Vakuumfutter, Führungsschienen, Reflektoren, Arbeitstische und eine Reihe von Präzisions-Siliziumkarbid-Strukturteilen für Fotolithografiemaschinen.
| Eigenschaften | Fountyl | ||
| Dichte (g/cm3) | 2,98-3,02 | ||
| Elastizitätsmodul (GPa) | 368 | ||
| Biegefestigkeit (MPa) | 334 | ||
| Weibull | 8,35 | ||
| CTE (×10-6/℃) | 100℃ | 2,8 × 10⁻⁶ | |
| 400℃ | 3,6 × 10⁻⁶ | ||
| 800℃ | 4,2 × 10⁻⁶ | ||
| 1000℃ | 4,6 × 10⁻⁶ | ||
| Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) (20 °C) | 160–180 | ||
| Poisson-Verhältnis | 0,187 | ||
| Schermodul (GPa) | 155 | ||