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Céramiques en carbure de silicium SiC
carbure de silicium

Céramiques en carbure de silicium SiC

Caractéristiques principales : Résistance aux hautes températures, haute résistance chimique, bonne conductivité thermique.

Principales applications : Pièces résistantes à la corrosion, pièces d'étanchéité, pièces résistantes aux hautes températures, rails de guidage, poutres carrées.

Le carbure de silicium (SiC) est un minéral artificiel à liaisons covalentes fortes, dont la dureté est supérieure à celle de l'alumine et du nitrure de silicium. Les céramiques en carbure de silicium, en particulier, présentent une excellente résistance à l'usure par glissement, conservent leur résistance même à haute température et offrent une résistance remarquable à la corrosion.

    Les céramiques en carbure de silicium présentent d'excellentes propriétés mécaniques à température ambiante, telles qu'une résistance, une dureté et un module d'élasticité élevés. Elles offrent également une excellente stabilité à haute température, notamment une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique, ainsi qu'une bonne rigidité spécifique et de bonnes propriétés de traitement optique. Elles sont particulièrement adaptées à la fabrication de pièces structurelles en céramique de précision pour les machines de photolithographie et autres équipements de circuits intégrés. Utilisées dans les machines de photolithographie pour la fabrication de pièces structurelles en céramique telles que les tables mobiles de précision, les squelettes, les ventouses, les plateaux refroidis à l'eau, les miroirs de mesure de précision, les réseaux et autres composants, les pièces structurelles en carbure de silicium sont désormais intégrées à l'équipement. Après des années de recherche technique, Fountyl a développé un nouveau matériau qui résout les problèmes de fabrication et d'usinage de précision des pièces structurelles en carbure de silicium de grande taille, à parois fines, creuses et autres structures complexes. Cette avancée a permis de lever les obstacles techniques à la fabrication de ce type de pièces structurelles de précision en carbure de silicium et a considérablement favorisé la production locale de composants structurels clés pour les équipements de fabrication de circuits intégrés.


    ● Les céramiques en carbure de silicium comprennent principalement le carbure de silicium fritté sans pression (SSiC), le carbure de silicium fritté par réaction (RBSC) et le carbure de silicium déposé par voie chimique en phase vapeur (CVD-SiC).

    ● Le carbure de silicium possède de nombreuses propriétés exceptionnelles : super dureté, résistance à l’usure, conductivité thermique et résistance mécanique élevées, faible coefficient de dilatation thermique, excellente stabilité thermique, faible densité, rigidité spécifique élevée, non magnétique.

    ● À l'heure actuelle, les céramiques en carbure de silicium sont utilisées dans diverses industries telles que l'aviation, l'aérospatiale et l'industrie nucléaire, notamment pour la fabrication de pièces céramiques d'équipements haut de gamme, de réflecteurs en carbure de silicium et de circuits intégrés, d'échangeurs de chaleur et de matériaux pare-balles dans des conditions extrêmes.


    Les technologies et équipements clés de la fabrication de circuits intégrés comprennent principalement la lithographie et ses équipements, la croissance de couches minces et ses équipements, le polissage chimico-mécanique et ses équipements, ainsi que le post-encapsulage haute densité et ses équipements. Tous ces éléments font appel à des technologies de contrôle et d'entraînement de haute efficacité, de haute précision et de grande stabilité, ce qui impose des exigences extrêmement élevées quant à la précision des composants et aux performances des matériaux utilisés. Prenons l'exemple de la table porte-pièce d'une machine de lithographie : son rôle principal est de réaliser le mouvement d'exposition, ce qui requiert une vitesse élevée, une grande course et six degrés de liberté, pour une précision nanométrique.


    Caractéristiques des pièces structurelles en céramique de précision pour les équipements de fabrication de circuits intégrés :

    ① Très léger : Afin de réduire l'inertie du mouvement, de réduire la charge du moteur, d'améliorer l'efficacité du mouvement, la précision du positionnement et la stabilité, les pièces structurelles utilisent généralement une conception de structure légère, le taux de légèreté est de 60 à 80 %, jusqu'à 90 % ;

    ② Haute précision de forme et de position : Afin d'obtenir un mouvement et un positionnement de haute précision, les pièces structurelles doivent avoir une précision de forme et de position extrêmement élevée, la planéité, le parallélisme et la perpendicularité doivent être inférieurs à 1 μm et la précision de forme et de position doit être inférieure à 5 μm.

    ③ Stabilité dimensionnelle élevée : Afin de réaliser un mouvement et un positionnement de haute précision, les pièces structurelles doivent avoir une stabilité dimensionnelle extrêmement élevée, ne pas produire de contrainte, et une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation thermique, ne pas produire facilement de grande déformation dimensionnelle ;

    ④ Propreté et absence de pollution. Les pièces structurelles doivent présenter un coefficient de frottement extrêmement faible, une faible perte d'énergie cinétique lors du mouvement et être exemptes de pollution par particules de meulage. Le carbure de silicium possède un module d'élasticité très élevé, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique. Il est peu sujet aux déformations par flexion et aux contraintes thermiques, et offre une excellente aptitude au polissage, permettant un usinage miroir de haute qualité. Par conséquent, le carbure de silicium présente de grands avantages en tant que matériau structurel de précision pour les équipements clés des circuits intégrés, tels que les machines de photolithographie. Le carbure de silicium possède une bonne stabilité chimique, une résistance mécanique élevée, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique, et peut être utilisé dans des environnements extrêmes de haute température, de haute pression, de corrosion et de rayonnement.

    Le carbure de silicium présente les avantages d'une bonne stabilité chimique, d'une résistance mécanique élevée, d'une conductivité thermique élevée et d'un faible coefficient de dilatation thermique, et peut être utilisé dans des environnements extrêmes à haute température, haute pression, corrosion et rayonnement.

    Les composants essentiels des circuits intégrés doivent présenter une légèreté, une résistance mécanique élevée, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique. Ils doivent également être denses, uniformes et exempts de défauts. Une précision et une stabilité dimensionnelles extrêmement élevées sont requises pour garantir un mouvement et un contrôle ultra-précis. Les céramiques en carbure de silicium, grâce à leur module d'élasticité et leur rigidité spécifique élevés, leur faible déformation, leur conductivité thermique élevée, leur faible coefficient de dilatation thermique et leur grande stabilité thermique, constituent un excellent matériau de structure. Elles sont aujourd'hui largement utilisées dans la fabrication de circuits intégrés, notamment pour les machines de lithographie dotées de tables de travail, de rails de guidage, de réflecteurs, de mandrins et d'effecteurs en carbure de silicium.

    Fountyl peut répondre aux besoins des machines de photolithographie, en tant qu'équipement clé de fabrication de circuits intégrés, avec des pièces structurelles en carbure de silicium de grande taille, à parois fines et creuses, de structure complexe et de précision, telles que : mandrin à vide en carbure de silicium, rail de guidage, réflecteur, table de travail et une série de pièces structurelles en carbure de silicium de précision pour machines de photolithographie.

    Propriétés Fountyl
    Densité (g/cm3) 2,98-3,02
    Module de Young (GPa) 368
    Résistance à la flexion (MPa) 334
    Weibull 8,35
    CTE (×10-6/℃) 100 °C 2,8×10-6
    400 °C 3,6×10-6
    800 °C 4,2×10-6
    1000 °C 4,6×10-6
    Conductivité thermique (W/m·K) (20 °C) 160-180
    Coefficient de Poisson 0,187
    Module de cisaillement (GPa) 155