Graniit on oma suurepäraste mehaaniliste omaduste, termilise stabiilsuse ja madala soojuspaisumisteguri tõttu olnud pooljuhtide tööstuses laialt levinud materjal.Kuid üha suureneva nõudluse tõttu suurema täpsuse ja tootlikkuse järele on pooljuhtseadmete komponentide valmistamisel kujunenud elujõulisteks valikuteks alternatiivsed materjalid.Selles artiklis uurime mõningaid alternatiivseid materjale pooljuhtseadmete graniitdetailide jaoks ning võrdleme nende eeliseid ja puudusi.
Alternatiivsed materjalid graniidist osade jaoks
1. Klaaskeraamilised materjalid
Klaaskeraamilised materjalid, nagu Zerodur ja Cervit, on saavutanud pooljuhtide tööstuses laialdase kasutuse tänu nende madalale soojuspaisumistegurile, mis on lähedane räni omale.Järelikult võivad need materjalid tagada pooljuhtide valmistamise protsessis parema termilise stabiilsuse ja suurema täpsuse.Eelkõige on Zeroduril kõrge homogeensus ja stabiilsus, mistõttu see sobib litograafiaseadmete tootmiseks.
Eelised:
- Madal soojuspaisumistegur
- Kõrge täpsus ja stabiilsus
- Sobib kasutamiseks kõrgel temperatuuril
Puudused:
- Kõrgem hind võrreldes graniidiga
- Suhteliselt rabe, võib tekitada probleeme töötlemisel ja käsitsemisel
2. Keraamika
Keraamilistel materjalidel, nagu alumiiniumoksiid (Al2O3), ränikarbiid (SiC) ja räninitriid (Si3N4), on suurepärased mehaanilised omadused, vastupidavus kõrgele temperatuurile ja madal soojuspaisumise koefitsient.Need omadused muudavad keraamika ideaalseks pooljuhtseadmete osade jaoks, mis nõuavad suurt termilist stabiilsust ja täpsust, nagu näiteks vahvliplaadid ja padrunid.
Eelised:
- Kõrge termiline stabiilsus ja tugevus
- Madal soojuspaisumise koefitsient
- Kõrge kulumiskindlus ja keemiline inertsus
Puudused:
- Võib olla rabe ja praguneda, eriti töötlemise ja käsitsemise ajal
- Keraamika töötlemine ja poleerimine võib olla keeruline ja aeganõudev
3. Metallid
Mõnede pooljuhtseadmete osade jaoks on kasutatud metallipõhiseid materjale, nagu roostevaba teras ja titaan, tänu nende suurepärasele töödeldavusele ja suurele tugevusele.Neid kasutatakse tavaliselt rakendustes, kus ei nõuta suurt termilist stabiilsust, näiteks kambriosad, haakeseadised ja läbiviigud.
Eelised:
- Hea töödeldavus ja keevitatavus
- Suur tugevus ja elastsus
- Madal hind võrreldes mõne alternatiivse materjaliga
Puudused:
- Kõrge soojuspaisumise koefitsient
- Soojuspaisumisprobleemide tõttu ei sobi kasutamiseks kõrgel temperatuuril
- Vastuvõtlik korrosioonile ja saastumisele
Järeldus:
Kokkuvõttes võib öelda, et kuigi graniit on olnud pooljuhtseadmete osade jaoks populaarne valik, on tekkinud alternatiivsed materjalid, millest igaühel on ainulaadsed eelised ja puudused.Klaaskeraamilised materjalid on väga täpsed ja stabiilsed, kuid võivad olla rabedad.Keraamika on tugev ja suurepärase termilise stabiilsusega, kuid võib olla ka rabe, muutes selle valmistamise keerulisemaks.Metallid on odavad, töödeldavad ja plastilised, kuid neil on suurem soojuspaisumistegur ning need on vastuvõtlikud korrosioonile ja saastumisele.Pooljuhtseadmete materjalide valimisel on ülioluline arvestada rakenduse spetsiifilisi nõudeid ja valida materjalid, mis tasakaalustavad kulusid, jõudlust ja töökindlust.
Postitusaeg: 19. märts 2024