O granito foi un material de uso común na industria dos semicondutores polas súas excelentes propiedades mecánicas, estabilidade térmica e baixo coeficiente de expansión térmica. Non obstante, coa crecente demanda de maior precisión e produtividade, xurdiron materiais alternativos como opcións viables para a fabricación de compoñentes de equipos semicondutores. Neste artigo, exploraremos algúns dos materiais alternativos para pezas de granito en equipos semicondutores e compararemos as súas vantaxes e desvantaxes.
Materiais alternativos para pezas de granito
1. Materiais vitrocerámicos
Os materiais vitrocerámicos, como o Zerodur e o Cervit, gañaron un uso xeneralizado na industria dos semicondutores debido ao seu baixo coeficiente de expansión térmica, que é próximo ao do silicio. En consecuencia, estes materiais poden proporcionar unha mellor estabilidade térmica e unha maior precisión no proceso de fabricación de semicondutores. O Zerodur, en particular, ten un alto grao de homoxeneidade e estabilidade, o que o fai axeitado para a fabricación de equipos de litografía.
Vantaxes:
- Baixo coeficiente de expansión térmica
- Alta precisión e estabilidade
- Apto para aplicacións a altas temperaturas
Desvantaxes:
- Custo maior en comparación co granito
- Relativamente fráxil, pode supoñer problemas de mecanizado e manipulación
2. Cerámica
Os materiais cerámicos, como o óxido de aluminio (Al2O3), o carburo de silicio (SiC) e o nitruro de silicio (Si3N4), teñen excelentes propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas e baixo coeficiente de expansión térmica. Estas propiedades fan que a cerámica sexa ideal para pezas de equipos semicondutores que requiren alta estabilidade térmica e precisión, como as etapas de obleas e os mandriles.
Vantaxes:
- Alta estabilidade térmica e resistencia
- Baixo coeficiente de expansión térmica
- Alta resistencia ao desgaste e inercia química
Desvantaxes:
- Pode ser fráxil e propenso a rachar, especialmente durante o mecanizado e a manipulación
- O mecanizado e o pulido da cerámica poden ser complexos e levar moito tempo
3. Metais
Os materiais metálicos, como o aceiro inoxidable e o titanio, empregáronse para algunhas pezas de equipos semicondutores debido á súa excelente maquinabilidade e alta resistencia. Úsanse habitualmente en aplicacións onde non se require unha alta estabilidade térmica, como pezas de cámara, acoplamentos e condutos de alimentación.
Vantaxes:
- Boa maquinabilidade e soldabilidade
- Alta resistencia e ductilidade
- Baixo custo en comparación con algúns dos materiais alternativos
Desvantaxes:
- Alto coeficiente de expansión térmica
- Non apto para aplicacións a altas temperaturas debido a problemas de expansión térmica
- Susceptíbel á corrosión e á contaminación
Conclusión:
En resumo, aínda que o granito foi unha opción popular para as pezas de equipos semicondutores, xurdiron materiais alternativos, cada un con vantaxes e desvantaxes únicas. Os materiais vitrocerámicos son moi precisos e estables, pero poden ser fráxiles. As cerámicas son fortes e teñen unha excelente estabilidade térmica, pero tamén poden ser fráxiles, o que as fai máis difíciles de fabricar. Os metais son baratos, mecanizables e dúctiles, pero teñen un maior coeficiente de expansión térmica e son susceptibles á corrosión e á contaminación. Ao seleccionar materiais para equipos semicondutores, é fundamental ter en conta os requisitos específicos da aplicación e seleccionar materiais que equilibren o custo, o rendemento e a fiabilidade.
Data de publicación: 19 de marzo de 2024