What is Silicon Carbide (SiC) and why is it used?

Silicon Carbide (SiC) is a highly durable, heat-resistant ceramic material with excellent thermal conductivity, mechanical strength, and electrical properties. It is widely used in high-performance applications such as power electronics, automotive, aerospace, and semiconductor industries.

Why is silicon carbide used in semiconductor applications?

Silicon carbide offers high thermal conductivity, wide bandgap, and excellent chemical stability, making it ideal for high-power, high-frequency, and high-temperature semiconductor devices.

How does Silicon Carbide compare to traditional materials like silicon or ceramic?

Silicon Carbide outperforms traditional silicon and many ceramics in high-temperature, high-power, and high-voltage environments . It has superior thermal conductivity, higher breakdown voltage, and greater durability, which make it the material of choice for demanding applications such as power switching, electric vehicles, and renewable energy systems.

What types of SiC parts are commonly used in the semiconductor industry?

Typical parts include wafers, substrates, fixtures, susceptors, rings, and precision mechanical components used in CVD, PVD, and etching processes.

Is Silicon Carbide a good material for high-temperature applications?

Yes, Silicon Carbide excels in high-temperature environments. With a high melting point (around 2,700°C), it can operate at temperatures where traditional materials would fail, making it suitable for high-temperature applications in industries like aerospace, defense, and energy.

Can Silicon Carbide be easily machined or processed?

While Silicon Carbide is incredibly hard and durable, it can be machined with specialized tools such as diamond-coated blades and abrasives. It requires advanced processing techniques, but modern technology allows for precise shaping and cutting for custom components in industries like semiconductor fabrication and high-performance electronics.

Carburo de silicio (SiC/SiSiC)

El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cerámicos más duros, justo después del diamante. Destaca por su excelente resistencia al desgaste y disipación del calor, por lo que es ideal para su uso en una amplia gama de industrias, desde la electrónica y la automoción hasta la aeroespacial y la maquinaria industrial. El SiC se mantiene estable en una amplia gama de temperaturas y resiste la deformación térmica, lo que aumenta su fiabilidad en condiciones difíciles. También presenta una baja dilatación térmica, una gran conductividad térmica y una impresionante resistencia a los ácidos y álcalis. Los dos tipos principales, SSiC (carburo de silicio sinterizado) y SiSiC (carburo de silicio infiltrado), son especialmente adecuados para fabricar componentes grandes y complejos, y ofrecen un rendimiento excepcional cuando la durabilidad y la precisión son esenciales.

(SiC/SiSiC) Ventajas

Buenas propiedades de deslizamiento
No tóxico y seguro para el medio ambiente
Dureza sólo superada por el diamante
Excelente resistencia a altas temperaturas
Módulo de Young elevado (380 a 430 GPa)
Excelente resistencia al choque térmico (ΔT = 1.100 K)
Resistente a la corrosión y al desgaste incluso a altas temperaturas
Mantiene una alta resistencia en condiciones de alta y baja temperatura

(SiC/SiSiC) Aplicaciones

Dispositivos semiconductores de potencia de alta temperatura y alta tensión
Cierres mecánicos resistentes al desgaste
Intercambiadores de calor
Sensores de alta temperatura
Reflectores ópticos
Rodamientos cerámicos de SiC
Componentes de la tecnología energética
Componentes del sistema de tuberías
Mandril de vacío semiconductor, mandril cerámico
Revestimientos refractarios para entornos de alta temperatura

Propiedades de los materiales

Propiedad	Unidad	Carburo de silicio
Densidad	g/cm³	3.15
Dureza Vickers	Hv0,5	2650
Resistencia a la flexión	MPa	450
Resistencia a la compresión	MPa	2650
Módulo elástico	GPa	430
Dureza	MPa-m¹/²	4
Relación de Poisson	-	0.14
Módulo de Young	GPa	430
Pureza del carburo de silicio	%	99

Propiedades térmicas

Propiedad	Unidad	Carburo de silicio
Conductividad térmica @ 25°C	W/mK	110
Punto de fusión	°C	2800
Capacidad calorífica específica	J/gK	0.8
Coeficiente de dilatación lineal	10-⁶/K	4

Propiedades eléctricas

Propiedad	Unidad	Carburo de silicio
Constante dieléctrica (1 MHz)	-	10
Tensión de ruptura	V/cm	1×10⁶
Pérdida dieléctrica (1 MHz)	-	0.001
Resistividad	Ω-cm	10⁷-10⁹

Nota: Este valor es sólo de referencia y puede variar ligeramente en función de las condiciones del lote.

Mecanizado de carburo de silicio

El mecanizado de carburo de silicio (SiC) es un proceso difícil pero esencial para producir componentes de alto rendimiento utilizados en entornos extremos. Conocido por su excepcional dureza, alta conductividad térmica y resistencia al desgaste, el SiC se utiliza habitualmente en sectores como el aeroespacial, la automoción, la electrónica y la energía. Mecanizado de SiC requiere herramientas y técnicas especializadas, ya que la dureza y fragilidad del material dificultan su corte y moldeado con métodos tradicionales. Para conseguir las dimensiones y acabados superficiales deseados suelen emplearse el rectificado de precisión, las herramientas de diamante y el mecanizado por láser. También pueden utilizarse técnicas avanzadas como el corte por chorro de agua y el mecanizado por ultrasonidos para geometrías complejas. El mecanizado correcto del carburo de silicio garantiza la producción de piezas duraderas y de alta calidad que mantienen la estabilidad en entornos de alta temperatura, alta presión y químicamente agresivos.

Vídeo de mecanizado de prototipos

Este es un vídeo de mecanizado de prototipos cerámicos de Jundro

Piezas de carburo de silicio a medida

Hemos suministrado diversas piezas de SiC para las industrias de semiconductores y maquinaria, como juntas mecánicas resistentes al desgaste, carriles guía cerámicos, espejos cerámicos, anillos de grabado de SiC, mandriles de vacío de SiC, mandriles para obleas y mandriles de tipo pasador, tipo anillo y tipo ranura.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el carburo de silicio (SiC) y por qué se utiliza?

El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico muy duradero y resistente al calor, con una excelente conductividad térmica, resistencia mecánica y propiedades eléctricas. Se utiliza ampliamente en aplicaciones de alto rendimiento como la electrónica de potencia, la automoción, la industria aeroespacial y la de semiconductores.

¿Por qué se utiliza el carburo de silicio en aplicaciones semiconductoras?

El carburo de silicio ofrece una alta conductividad térmica, un amplio bandgap y una excelente estabilidad química, lo que lo hace ideal para dispositivos semiconductores de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura.

¿Cómo se compara el carburo de silicio con materiales tradicionales como el silicio o la cerámica?

El carburo de silicio supera al silicio tradicional y a muchas cerámicas en entornos de alta temperatura, alta potencia y alto voltaje. Tiene una conductividad térmica superior, una tensión de ruptura más alta y una mayor durabilidad, lo que lo convierte en el material preferido para aplicaciones exigentes como la conmutación de potencia, los vehículos eléctricos y los sistemas de energías renovables.

¿Qué tipos de piezas de SiC se utilizan habitualmente en la industria de semiconductores?

Las piezas típicas incluyen obleas, sustratos, accesorios, susceptores, anillos y componentes mecánicos de precisión utilizados en procesos de CVD, PVD y grabado.

¿Es el carburo de silicio un buen material para aplicaciones de alta temperatura?

Sí, el carburo de silicio destaca en entornos de altas temperaturas. Con un punto de fusión elevado (alrededor de 2.700 °C), puede funcionar a temperaturas en las que los materiales tradicionales fallarían, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura en industrias como la aeroespacial, la de defensa y la energética.

¿Se puede mecanizar o procesar fácilmente el carburo de silicio?

Aunque el carburo de silicio es increíblemente duro y duradero, puede mecanizarse con herramientas especializadas como cuchillas recubiertas de diamante y abrasivos. Requiere técnicas de procesamiento avanzadas, pero la tecnología moderna permite darle forma y corte con precisión para componentes personalizados en industrias como la fabricación de semiconductores y la electrónica de alto rendimiento.