Đá granit là vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp bán dẫn nhờ các đặc tính cơ học tuyệt vời, độ ổn định nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng tăng về độ chính xác và năng suất cao hơn, các vật liệu thay thế đã nổi lên như những lựa chọn khả thi cho việc chế tạo các linh kiện thiết bị bán dẫn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu một số vật liệu thay thế cho các bộ phận đá granit trong thiết bị bán dẫn và so sánh ưu điểm cũng như nhược điểm của chúng.
Vật liệu thay thế cho các bộ phận đá granit
1. Vật liệu gốm thủy tinh
Vật liệu gốm thủy tinh, chẳng hạn như Zerodur và Cervit, đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bán dẫn nhờ hệ số giãn nở nhiệt thấp, gần bằng silicon. Do đó, những vật liệu này có thể mang lại độ ổn định nhiệt tốt hơn và độ chính xác cao hơn trong quá trình chế tạo chất bán dẫn. Đặc biệt, Zerodur có độ đồng nhất và độ ổn định cao, phù hợp cho việc sản xuất thiết bị in thạch bản.
Thuận lợi:
- Hệ số giãn nở nhiệt thấp
- Độ chính xác và ổn định cao
- Thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao
Nhược điểm:
- Chi phí cao hơn so với đá granite
- Tương đối giòn, có thể gây khó khăn trong quá trình gia công và xử lý
2. Đồ gốm
Vật liệu gốm, chẳng hạn như nhôm oxit (Al2O3), silic cacbua (SiC) và silic nitrua (Si3N4), có các đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt độ cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Những đặc tính này làm cho gốm trở nên lý tưởng cho các bộ phận thiết bị bán dẫn đòi hỏi độ ổn định nhiệt và độ chính xác cao, chẳng hạn như các tầng wafer và mâm cặp.
Thuận lợi:
- Độ ổn định nhiệt và độ bền cao
- Hệ số giãn nở nhiệt thấp
- Khả năng chống mài mòn cao và trơ về mặt hóa học
Nhược điểm:
- Có thể giòn và dễ nứt, đặc biệt là trong quá trình gia công và xử lý
- Gia công và đánh bóng gốm sứ có thể là một thách thức và tốn thời gian
3. Kim loại
Vật liệu gốc kim loại, chẳng hạn như thép không gỉ và titan, đã được sử dụng cho một số bộ phận thiết bị bán dẫn nhờ khả năng gia công tuyệt vời và độ bền cao. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu độ ổn định nhiệt cao, chẳng hạn như các bộ phận buồng, khớp nối và bộ phận dẫn hướng.
Thuận lợi:
- Khả năng gia công và hàn tốt
- Độ bền và độ dẻo cao
- Chi phí thấp so với một số vật liệu thay thế
Nhược điểm:
- Hệ số giãn nở nhiệt cao
- Không thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao do vấn đề giãn nở vì nhiệt
- Dễ bị ăn mòn và nhiễm bẩn
Phần kết luận:
Tóm lại, mặc dù đá granit là lựa chọn phổ biến cho các bộ phận thiết bị bán dẫn, các vật liệu thay thế đã xuất hiện, mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng. Vật liệu gốm thủy tinh có độ chính xác cao và ổn định nhưng có thể giòn. Gốm sứ bền và có độ ổn định nhiệt tuyệt vời nhưng cũng có thể giòn, khiến việc sản xuất chúng trở nên khó khăn hơn. Kim loại rẻ tiền, dễ gia công và dễ uốn, nhưng chúng có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn và dễ bị ăn mòn và nhiễm bẩn. Khi lựa chọn vật liệu cho thiết bị bán dẫn, điều quan trọng là phải xem xét các yêu cầu cụ thể của ứng dụng và lựa chọn vật liệu cân bằng giữa chi phí, hiệu suất và độ tin cậy.
Thời gian đăng: 19-03-2024