En las aplicaciones de semiconductores, se necesitan muchos componentes que puedan soportar altas temperaturas, alto vacío y una fuerte corrosión química para garantizar el funcionamiento estable del equipo. Por ejemplo, los brazo cerámico de óxido de aluminio se encarga de alinear con precisión la posición de la oblea para los siguientes pasos de procesamiento (como la deposición de películas finas, la fotolitografía, etc.). La cerámica avanzada se utiliza ampliamente en semiconductores. A continuación se indican sus principales tipos de materiales y aplicaciones típicas.
Principales materiales cerámicos avanzados
Cerámica de nitruro de aluminio
- Alta conductividad térmica y propiedades de aislamiento eléctrico, perfecta adaptación térmica al silicio
- Sustratos de envasado de semiconductores, módulos IGBT y soportes de dispositivos de RF para una disipación eficaz del calor.
Cerámica de alúmina
- Alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y coste moderado.
- Revestimiento de cámara de vacío, boquilla de máquina de grabado por plasma, piezas de brazo de robot de transferencia de obleas en equipos de semiconductores
Cerámica de carburo de silicio
- Estabilidad a temperaturas ultraaltas (＞1600℃), resistencia al desgaste y a la corrosión.
- Componentes de reactores de crecimiento epitaxial, materiales de campo térmico para equipos de CVD (deposición química en fase vapor) de alta temperatura.
- Alta tenacidad a la fractura, excelente resistencia al choque térmico
- Cojinetes de precisión para máquinas fotolitográficas y cuchillas de corte de obleas para reducir las vibraciones y el desgaste durante el procesamiento
Cerámicas semiconductoras Ejemplos
Retos de la tecnología de mecanizado
Mecanizado de precisión: La fragilidad de la cerámica requiere una tecnología de mecanizado de ultraprecisión (como el corte por láser y el rectificado con diamante) para conseguir tolerancias de micras y estructuras complejas.
Materiales compuestos: Desarrollar sustratos compuestos de cerámica y metal (como AlSiC) para equilibrar los requisitos de disipación del calor y resistencia mecánica.
Nuevas demandas: Con el auge de los semiconductores de tercera generación (GaN, SiC), las soluciones de envasado cerámico de alta tensión y alta frecuencia se han convertido en un foco de investigación y desarrollo.
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Todas las tolerancias pueden mejorarse en función del tamaño, la forma y la geometría de los componentes cerámicos de precisión para adaptarse perfectamente a sus equipos y requisitos específicos.
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