Vákuové upínače na báze karbidu kremíka (SiC) pre vysokoteplotné a plazmové prostredia
Keramické upínače St.Cera na báze SiC sú vyrobené z vysoko čistého karbidu kremíka (šarža S1111, SiC 99,72 %, voľný Si 0,05 %). Dosahujú nameranú pevnosť v ohybe 449 MPa, lomovú húževnatosť 3,12 MPa·m¹/² a modul pružnosti 457 GPa. Typická tepelná vodivosť materiálu (120 – 150 W/m·K) a nízka tepelná rozťažnosť (4,0 – 4,5 × 10⁻⁶/℃) umožňujú rýchle zvýšenie teploty a minimálne deformovanie doštičiek počas tepelného cyklovania. Upínač je možné konfigurovať ako porézne vákuové upínače (rovnomerný tok plynu) alebo drážkované štandardné upínače. S maximálnou prevádzkovou teplotou 1600 – 1700 °C (bez zaťaženia) a výnimočnou odolnosťou voči plazmovej erózii je tento upínač ideálny na spracovanie doštičiek pri vysokých teplotách (žíhanie, RTP) a agresívne leptacie komory, kde dochádza k degradácii upínačov z oxidu hlinitého.
Špecifikácie(na základe dodanej testovacej správy SiC S1111 a typických hodnôt):
| Nehnuteľnosť | Hodnota |
| Materiál | SiC (99,72 % SiC, 0,05 % voľného Si) |
| Hustota | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Absorpcia vody | 0% |
| Pevnosť v ohybe | 449 MPa |
| Lomová húževnatosť | 3,12 MPa·m¹/² |
| Modul pružnosti | 457 GPa |
| Tvrdosť podľa Vickersa | 25 – 28 GPa |
| Tepelná vodivosť | 120–150 W/m·K |
| Súčiniteľ tepelnej rozťažnosti (25 – 1 000 °C) | 4,0–4,5×10⁻⁶/℃ |
| Maximálna teplota použitia (bez zaťaženia) | 1600 – 1700 °C |
| Rovinnosť (nad 300 mm) | ≤5 μm |
| Povrchová úprava | Ra ≤0,4 μm (lapované) |
Aplikácie:
● Vysokoteplotné upínanie (žíhanie, RTP, epitaxný rast)
● Plazmové leptacie skľučovadlo s vysokou odolnosťou voči fluóru
● Manipulácia s tenkými doštičkami s rovnomerným ohrevom/chladením
● Pórovitý upínač pre bezkontaktnú podporu doštičiek
Výroba:
Spekanie SiC → presné brúsenie rovinnosti a profilu povrchu → voliteľné vytvorenie pórovitej štruktúry (pre vákuové skľučovadlo) → lapovanie → ultrazvukové čistenie. Každé skľučovadlo je 100 % skontrolované na rovinnosť (laserový interferometer) a rovnomernosť vákua (test prietoku).
Kontrola kvality:
● Kontrola rozmerov na súradnicovom meracom stroji (priemer, hrúbka, polohy otvorov)
● Meranie rovinnosti podľa ASTM
● Skúška tesnosti héliom (pre vákuové upínače)
● Overenie pevnosti v ohybe na šaržu (pozri protokol o skúške)
Výhody oproti skľučovadlom z oxidu hlinitého:
● Vyššia tepelná vodivosť (120 – 150 oproti 32 W/m·K pre oxid hlinitý) – 4× rýchlejší prenos tepla
● Nižší CTE (4,0 oproti 7,2×10⁻⁶/℃) – znižuje tepelné namáhanie doštičky
● Vynikajúca odolnosť voči plazme – 10× dlhšia životnosť pri leptaní fluórom
● Vyššia maximálna teplota použitia (1600 °C oproti 800 °C pre oxid hlinitý)
Prispôsobenie:
● Pórovitý alebo ryhovaný povrch
● Priemer 100 – 450 mm, okrúhly alebo štvorcový
● Tesniaci krúžok na okrajoch alebo zónové vákuové priečky
● Možnosť kovovej podložky pre vysokú pevnosť montáže
Všetky vyššie uvedené mechanické údaje pochádzajú z dodanej skúšobnej správy (šarža S1111). Tepelné hodnoty a hodnoty tvrdosti sú typické pre túto triedu SiC. Pórovité skľučovadlá SiC vyžadujú dodatočné spracovanie; informujte sa o dostupnosti špecifickej pórovitosti a veľkosti pórov.
