Plateau en céramique SiC pour support de plaquettes avec résistance aux hautes températures
Plateau en céramique en carbure de silicium (plateau SiC)
Composant céramique haute performance à base de carbure de silicium (SiC), conçu pour des applications industrielles avancées telles que la fabrication de semi-conducteurs et de LED. Ses principales fonctions incluent le support de wafer, la plateforme de gravure et le support de procédés haute température. Il bénéficie d'une conductivité thermique, d'une résistance aux hautes températures et d'une stabilité chimique exceptionnelles pour garantir l'uniformité du procédé et le rendement du produit.
Caractéristiques principales
1. Performances thermiques
- Conductivité thermique élevée : 140–300 W/m·K, surpassant considérablement le graphite traditionnel (85 W/m·K), permettant une dissipation rapide de la chaleur et une réduction des contraintes thermiques.
- Faible coefficient de dilatation thermique : 4,0 × 10⁻⁶/℃ (25–1 000 ℃), correspondant étroitement au silicium (2,6 × 10⁻⁶/℃), minimisant les risques de déformation thermique.
2. Propriétés mécaniques
- Haute résistance : résistance à la flexion ≥ 320 MPa (20 ℃), résistant à la compression et aux chocs.
- Dureté élevée : dureté Mohs 9,5, deuxième après le diamant, offrant une résistance à l'usure supérieure.
3. Stabilité chimique
- Résistance à la corrosion : Résistant aux acides forts (par exemple, HF, H₂SO₄), adapté aux environnements de processus de gravure.
- Non magnétique : Susceptibilité magnétique intrinsèque < 1×10⁻⁶ emu/g, évitant les interférences avec les instruments de précision.
4. Tolérance aux environnements extrêmes
- Durabilité à haute température : température de fonctionnement à long terme jusqu'à 1 600-1 900 ℃ ; résistance à court terme jusqu'à 2 200 ℃ (environnement sans oxygène).
- Résistance aux chocs thermiques : Résiste aux changements brusques de température (ΔT > 1 000 ℃) sans se fissurer.
Applications
| Domaine d'application | Scénarios spécifiques | Valeur technique |
| Fabrication de semi-conducteurs | Gravure de plaquettes (ICP), dépôt de couches minces (MOCVD), polissage CMP | La conductivité thermique élevée garantit des champs de température uniformes ; la faible dilatation thermique minimise le gauchissement des plaquettes. |
| Production de LED | Croissance épitaxiale (par exemple, GaN), découpage en tranches, packaging | Supprime les défauts multi-types, améliorant l'efficacité lumineuse et la durée de vie des LED. |
| Industrie photovoltaïque | Fours de frittage de plaquettes de silicium, supports d'équipements PECVD | La résistance aux hautes températures et aux chocs thermiques prolonge la durée de vie de l'équipement. |
| Laser et optique | Substrats de refroidissement laser haute puissance, supports de systèmes optiques | La conductivité thermique élevée permet une dissipation rapide de la chaleur, stabilisant les composants optiques. |
| Instruments d'analyse | Porte-échantillons TGA/DSC | La faible capacité thermique et la réponse thermique rapide améliorent la précision des mesures. |
Avantages du produit
- Performances complètes : la conductivité thermique, la résistance et la résistance à la corrosion dépassent de loin celles des céramiques à base d'alumine et de nitrure de silicium, répondant ainsi à des exigences opérationnelles extrêmes.
- Conception légère : densité de 3,1 à 3,2 g/cm³ (40 % d'acier), réduisant la charge d'inertie et améliorant la précision du mouvement.
- Longévité et fiabilité : la durée de vie dépasse 5 ans à 1 600 °C, réduisant les temps d'arrêt et diminuant les coûts d'exploitation de 30 %.
- Personnalisation : Prend en charge les géométries complexes (par exemple, ventouses poreuses, plateaux multicouches) avec une erreur de planéité < 15 μm pour les applications de précision.
Spécifications techniques
| Catégorie de paramètres | Indicateur |
| Propriétés physiques | |
| Densité | ≥ 3,10 g/cm³ |
| Résistance à la flexion (20℃) | 320–410 MPa |
| Conductivité thermique (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Coefficient de dilatation thermique (25–1000℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Propriétés chimiques | |
| Résistance aux acides (HF/H₂SO₄) | Aucune corrosion après 24h d'immersion |
| Usinage de précision | |
| Platitude | ≤15 μm (300 × 300 mm) |
| Rugosité de surface (Ra) | ≤ 0,4 μm |
Services de XKH
XKH propose des solutions industrielles complètes, couvrant le développement sur mesure, l'usinage de précision et un contrôle qualité rigoureux. Pour le développement sur mesure, l'entreprise propose des solutions de matériaux de haute pureté (> 99,999 %) et poreux (porosité de 30 à 50 %), associées à la modélisation et à la simulation 3D pour optimiser les géométries complexes pour des applications telles que les semi-conducteurs et l'aérospatiale. L'usinage de précision suit un processus rationalisé : traitement des poudres → pressage isostatique/à sec → frittage à 2 200 °C → rectification CNC/diamant → inspection, garantissant un polissage à l'échelle nanométrique et une tolérance dimensionnelle de ± 0,01 mm. Le contrôle qualité comprend des tests complets (composition DRX, microstructure MEB, pliage 3 points) et un support technique (optimisation des procédés, consultation 24 h/24 et 7 j/7, livraison d'échantillons sous 48 h), offrant ainsi des composants fiables et performants pour les besoins industriels avancés.
Foire aux questions (FAQ)
1. Q : Quelles industries utilisent des plateaux en céramique en carbure de silicium ?
A : Largement utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs (manipulation de plaquettes), l'énergie solaire (processus PECVD), les équipements médicaux (composants IRM) et l'aérospatiale (pièces à haute température) en raison de leur extrême résistance à la chaleur et de leur stabilité chimique.
2. Q : En quoi le carbure de silicium surpasse-t-il les plateaux en quartz/verre ?
A : Résistance aux chocs thermiques plus élevée (jusqu'à 1800 °C contre 1100 °C pour le quartz), zéro interférence magnétique et durée de vie plus longue (plus de 5 ans contre 6 à 12 mois pour le quartz).
3. Q : Les plateaux en carbure de silicium peuvent-ils supporter des environnements acides ?
R : Oui. Résistants au HF, H2SO4 et NaOH avec une corrosion < 0,01 mm/an, ce qui les rend idéaux pour la gravure chimique et le nettoyage des plaquettes.
4. Q : Les plateaux en carbure de silicium sont-ils compatibles avec l'automatisation ?
R : Oui. Conçu pour le ramassage sous vide et la manipulation robotisée, avec une planéité de surface < 0,01 mm pour éviter la contamination par les particules dans les usines automatisées.
5. Q : Quelle est la comparaison des coûts par rapport aux matériaux traditionnels ?
A : Coût initial plus élevé (3 à 5 fois le quartz) mais coût total de possession 30 à 50 % inférieur en raison d'une durée de vie prolongée, de temps d'arrêt réduits et d'économies d'énergie grâce à une conductivité thermique supérieure.
