SiC-Keramik-Tray-Endeffektor-Wafer-Handling-kundenspezifische Komponenten
Kundenspezifische Bauteile aus SiC-Keramik und Aluminiumoxid-Keramik – Kurzübersicht
Kundenspezifische Bauteile aus Siliziumkarbid (SiC)-Keramik
Kundenspezifische Bauteile aus Siliziumkarbid (SiC)-Keramik sind Hochleistungskeramikwerkstoffe, die für ihreextrem hohe Härte, ausgezeichnete thermische Stabilität, außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und hohe WärmeleitfähigkeitKundenspezifische Bauteile aus Siliziumkarbid (SiC)-Keramik ermöglichen die Aufrechterhaltung der strukturellen Stabilität inHochtemperaturumgebungen bei gleichzeitiger Beständigkeit gegen Erosion durch starke Säuren, Laugen und geschmolzene MetalleSiC-Keramiken werden durch Verfahren wie beispielsweise … hergestellt.druckloses Sintern, Reaktionssintern oder Heißpresssinternund können in komplexe Formen angepasst werden, darunter Gleitringdichtungen, Wellenhülsen, Düsen, Ofenrohre, Waferboote und verschleißfeste Auskleidungsplatten.
Aluminiumoxid-Keramik-Sonderkomponenten
Aluminiumoxid (Al₂O₃) Keramik-Sonderanfertigungen betonenhohe Isolationsfähigkeit, gute mechanische Festigkeit und VerschleißfestigkeitAluminiumoxid-Keramik (Al₂O₃) wird nach Reinheitsgraden (z. B. 95 %, 99 %) klassifiziert und kann durch präzise Bearbeitung zu Isolatoren, Lagern, Schneidwerkzeugen und medizinischen Implantaten verarbeitet werden. Die Herstellung erfolgt hauptsächlich durch …Trockenpressen, Spritzgießen oder isostatische Pressverfahren, mit Oberflächen, die sich auf Hochglanz polieren lassen.
XKH ist spezialisiert auf Forschung und Entwicklung sowie kundenspezifische Fertigung vonSiliciumcarbid (SiC)- und Aluminiumoxid (Al₂O₃)-KeramikenSiC-Keramikprodukte sind auf hohe Temperaturen, starken Verschleiß und korrosive Umgebungen ausgelegt und decken Anwendungen in der Halbleiterindustrie (z. B. Waferboote, Auslegerpaddel, Ofenrohre) sowie thermische Feldkomponenten und High-End-Dichtungen für neue Energiesektoren ab. Aluminiumoxid-Keramikprodukte zeichnen sich durch Isolations-, Dichtungs- und biomedizinische Eigenschaften aus, darunter elektronische Substrate, Gleitringdichtungen und medizinische Implantate. Der Einsatz von Technologien wie …isostatisches Pressen, druckloses Sintern und PräzisionsbearbeitungWir bieten leistungsstarke, kundenspezifische Lösungen für Branchen wie Halbleiter, Photovoltaik, Luft- und Raumfahrt, Medizin und chemische Verarbeitung und gewährleisten, dass die Komponenten auch unter extremen Bedingungen strenge Anforderungen an Präzision, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit erfüllen.
SiC-Keramik-Funktionsspannfutter und CMP-Schleifscheiben – Einführung
SiC-Keramik-Vakuumspannfutter
Siliziumkarbid-Keramik-Vakuumspannfutter sind hochpräzise Adsorptionswerkzeuge aus Hochleistungs-Siliziumkarbid (SiC). Sie sind speziell für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Reinheit und Stabilität konzipiert, wie beispielsweise in der Halbleiter-, Photovoltaik- und Präzisionsfertigungsindustrie. Zu ihren Kernvorteilen zählen: eine spiegelpolierte Oberfläche (Ebenheitsgenauigkeit 0,3–0,5 μm), extrem hohe Steifigkeit und ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (für Form- und Positionsstabilität im Nanometerbereich), eine extrem leichte Bauweise (deutlich reduzierte Bewegungsträgheit) und außergewöhnliche Verschleißfestigkeit (Mohs-Härte bis zu 9,5, deutlich länger als die Lebensdauer von Metallspannfuttern). Diese Eigenschaften ermöglichen einen stabilen Betrieb in Umgebungen mit wechselnden hohen und niedrigen Temperaturen, starker Korrosion und hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Dadurch werden die Ausbeute und die Produktionseffizienz für Präzisionsbauteile wie Wafer und optische Elemente erheblich verbessert.
Siliziumkarbid (SiC)-Vakuumspannfutter für Messtechnik und Inspektion
Dieses hochpräzise Adsorptionswerkzeug wurde für die Wafer-Defektprüfung entwickelt und wird aus Siliziumkarbid (SiC) gefertigt. Seine einzigartige Oberflächenstruktur mit Erhebungen sorgt für eine starke Vakuumadsorption bei minimaler Kontaktfläche zum Wafer. Dadurch werden Beschädigungen und Verunreinigungen der Waferoberfläche vermieden und Stabilität sowie Genauigkeit während der Prüfung gewährleistet. Der Chuck zeichnet sich durch außergewöhnliche Planheit (0,3–0,5 μm) und eine spiegelpolierte Oberfläche aus. In Kombination mit seinem ultraleichten Gewicht und seiner hohen Steifigkeit gewährleistet er Stabilität auch bei schnellen Bewegungen. Der extrem niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient garantiert Dimensionsstabilität bei Temperaturschwankungen, während die hervorragende Verschleißfestigkeit die Lebensdauer verlängert. Das Produkt ist in den Größen 6, 8 und 12 Zoll erhältlich und somit für die Prüfung verschiedener Wafergrößen geeignet.
Flip-Chip-Bonding-Chuck
Der Flip-Chip-Bonding-Chuck ist eine Kernkomponente von Flip-Chip-Bonding-Prozessen und wurde speziell für die präzise Adsorption von Wafern entwickelt, um Stabilität bei Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisions-Bonding-Vorgängen zu gewährleisten. Er zeichnet sich durch eine spiegelpolierte Oberfläche (Ebenheit/Parallelität ≤ 1 μm) und präzise Gaskanalnuten aus, um eine gleichmäßige Vakuumadsorptionskraft zu erzielen und so Waferverschiebungen oder -beschädigungen zu verhindern. Seine hohe Steifigkeit und sein extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (ähnlich dem von Silizium) gewährleisten Dimensionsstabilität in Hochtemperatur-Bonding-Umgebungen, während das hochdichte Material (z. B. Siliziumkarbid oder Spezialkeramik) effektiv das Eindringen von Gas verhindert und so die langfristige Vakuumzuverlässigkeit sicherstellt. Diese Eigenschaften ermöglichen gemeinsam eine Bondgenauigkeit im Mikrometerbereich und steigern die Chip-Packaging-Ausbeute signifikant.
SiC-Bonding-Chuck
Der Siliziumkarbid-Bonding-Chuck (SiC) ist ein zentrales Element beim Chip-Bonding und wurde speziell für die präzise Adsorption und Fixierung von Wafern entwickelt. Er gewährleistet höchste Stabilität unter den hohen Temperaturen und Drücken des Bondingprozesses. Hergestellt aus hochdichtem Siliziumkarbid (Porosität < 0,1 %), erzielt er durch nanometergenaues Spiegelpolieren (Oberflächenrauheit Ra < 0,1 μm) und präzise Gaskanalnuten (Porendurchmesser: 5–50 μm) eine gleichmäßige Adsorptionskraftverteilung (Abweichung < 5 %). Dadurch werden Waferverschiebungen und Oberflächenbeschädigungen verhindert. Sein extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (4,5 × 10⁻⁶/℃) ist optimal auf den von Siliziumwafern abgestimmt und minimiert so thermisch bedingte Verformungen. In Kombination mit hoher Steifigkeit (Elastizitätsmodul >400 GPa) und einer Planarität/Parallelität von ≤1 μm gewährleistet es präzise Bond-Ausrichtung. Es findet breite Anwendung in der Halbleiterfertigung, beim 3D-Stapeling und der Chiplet-Integration und unterstützt anspruchsvolle Fertigungsanwendungen, die Nanometerpräzision und thermische Stabilität erfordern.
CMP-Schleifscheibe
Die CMP-Schleifscheibe ist eine Kernkomponente von Anlagen zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP). Sie wurde speziell entwickelt, um Wafer während des Hochgeschwindigkeitspolierens sicher zu halten und zu stabilisieren und so eine globale Planarisierung im Nanometerbereich zu ermöglichen. Gefertigt aus hochsteifen und hochdichten Materialien (z. B. Siliziumkarbidkeramik oder Speziallegierungen), gewährleistet sie durch präzisionsgefertigte Gaskanalrillen eine gleichmäßige Vakuumadsorption. Ihre spiegelpolierte Oberfläche (Ebenheit/Parallelität ≤ 3 μm) garantiert einen spannungsfreien Kontakt mit den Wafern, während ein extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (angepasst an Silizium) und interne Kühlkanäle thermische Verformungen effektiv unterdrücken. Die Scheibe ist mit 12-Zoll-Wafern (750 mm Durchmesser) kompatibel und nutzt die Diffusionsbond-Technologie, um eine nahtlose Integration und langfristige Zuverlässigkeit von Multilayer-Strukturen unter hohen Temperaturen und Drücken zu gewährleisten. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit und Ausbeute des CMP-Prozesses signifikant.
Einführung in kundenspezifische SiC-Keramikbauteile
Quadratischer Spiegel aus Siliziumkarbid (SiC)
Der quadratische Siliziumkarbidspiegel (SiC) ist eine hochpräzise optische Komponente aus hochentwickelter Siliziumkarbidkeramik, die speziell für High-End-Halbleiterfertigungsanlagen wie Lithografiemaschinen entwickelt wurde. Durch ein durchdachtes Leichtbaukonzept (z. B. rückseitige Wabenstruktur) erreicht er ein extrem geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit (Elastizitätsmodul > 400 GPa). Sein extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (≈ 4,5 × 10⁻⁶/℃) gewährleistet Dimensionsstabilität auch bei Temperaturschwankungen. Die Spiegeloberfläche weist nach dem Präzisionspolieren eine Ebenheit/Parallelität von ≤ 1 μm auf, und ihre außergewöhnliche Verschleißfestigkeit (Mohs-Härte 9,5) verlängert die Lebensdauer. Er findet breite Anwendung in Lithografie-Workstations, Laserreflektoren und Weltraumteleskopen, wo höchste Präzision und Stabilität entscheidend sind.
Luftschwimmführungen aus Siliziumkarbid (SiC)
Siliziumkarbid-Luftführungen (SiC) nutzen berührungslose aerostatische Lagertechnologie. Dabei bildet komprimiertes Gas einen mikrometerdünnen Luftfilm (typischerweise 3–20 µm), der eine reibungslose und vibrationsfreie Bewegung ermöglicht. Sie bieten nanometrische Bewegungsgenauigkeit (Wiederholgenauigkeit bis zu ±75 nm) und geometrische Präzision im Submikrometerbereich (Geradheit ±0,1–0,5 µm, Ebenheit ≤1 µm). Dies wird durch eine Regelung mit präzisen Gitterskalen oder Laserinterferometern erreicht. Das Siliziumkarbid-Keramikmaterial (optional Coresic® SP/Marvel Sic-Serie) zeichnet sich durch extrem hohe Steifigkeit (Elastizitätsmodul >400 GPa), extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (4,0–4,5 × 10⁻⁶/K, vergleichbar mit Silizium) und hohe Dichte (Porosität <0,1 %) aus. Dank ihres geringen Gewichts (Dichte 3,1 g/cm³, nach Aluminium die zweithöchste) wird die Bewegungsmasse reduziert, während die außergewöhnliche Verschleißfestigkeit (Mohs-Härte 9,5) und die thermische Stabilität eine langfristige Zuverlässigkeit unter Hochgeschwindigkeits- (1 m/s) und Hochbeschleunigungsbedingungen (4 g) gewährleisten. Diese Führungen finden breite Anwendung in der Halbleiterlithografie, der Waferinspektion und der Ultrapräzisionsbearbeitung.
Siliziumkarbid (SiC)-Querträger
Siliziumkarbid-Querträger (SiC) sind zentrale Bewegungskomponenten für Halbleiteranlagen und anspruchsvolle Industrieanwendungen. Sie dienen primär der Aufnahme und Führung von Wafer-Positioniersystemen entlang vorgegebener Bahnen für Hochgeschwindigkeits- und Ultrapräzisionsbewegungen. Durch die Verwendung von Hochleistungs-Siliziumkarbidkeramik (z. B. Coresic® SP oder Marvel Sic) und eine leichte Konstruktion erreichen sie ein extrem geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit (Elastizitätsmodul > 400 GPa), einem extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (≈ 4,5 × 10⁻⁶/°C) und hoher Dichte (Porosität < 0,1 %). Dies gewährleistet nanometrische Stabilität (Ebenheit/Parallelität ≤ 1 μm) unter thermischer und mechanischer Belastung. Ihre integrierten Eigenschaften unterstützen Hochgeschwindigkeits- und Hochbeschleunigungsvorgänge (z. B. 1 m/s, 4 G) und machen sie damit ideal für Lithographiemaschinen, Wafer-Inspektionssysteme und die Präzisionsfertigung. Dadurch werden die Bewegungsgenauigkeit und die Effizienz der dynamischen Reaktion deutlich verbessert.
Bewegungskomponenten aus Siliziumkarbid (SiC)
Siliziumkarbid (SiC)-Bewegungskomponenten sind kritische Bauteile für hochpräzise Halbleiter-Bewegungssysteme. Sie bestehen aus hochdichtem SiC (z. B. Coresic® SP oder Marvel SiC-Serie, Porosität < 0,1 %) und sind leicht konstruiert, um ein extrem geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit (Elastizitätsmodul > 400 GPa) zu erreichen. Dank ihres extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (≈ 4,5 × 10⁻⁶/℃) gewährleisten sie nanometrische Stabilität (Ebenheit/Parallelität ≤ 1 μm) auch unter Temperaturschwankungen. Diese Eigenschaften ermöglichen Hochgeschwindigkeits- und Hochbeschleunigungsvorgänge (z. B. 1 m/s, 4 G) und machen sie ideal für Lithografieanlagen, Wafer-Inspektionssysteme und die Präzisionsfertigung. Sie verbessern die Bewegungsgenauigkeit und die dynamische Reaktionseffizienz signifikant.
Optische Wegplatte aus Siliziumkarbid (SiC)
Die optische Pfadplatte aus Siliziumkarbid (SiC) ist eine zentrale Basisplattform für Dual-Optiksysteme in Wafer-Inspektionsanlagen. Gefertigt aus Hochleistungs-Siliziumkarbidkeramik, zeichnet sie sich durch ein extrem geringes Gewicht (Dichte ≈ 3,1 g/cm³) und eine hohe Steifigkeit (Elastizitätsmodul > 400 GPa) dank ihrer leichten Konstruktion aus. Gleichzeitig bietet sie einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (≈ 4,5 × 10⁻⁶/℃) und eine hohe Dichte (Porosität < 0,1 %). Dies gewährleistet nanometrische Stabilität (Ebenheit/Parallelität ≤ 0,02 mm) unter thermischen und mechanischen Belastungen. Mit ihrer großen maximalen Größe (900 × 900 mm) und ihren herausragenden Eigenschaften bietet sie eine langfristig stabile Montagebasis für optische Systeme und verbessert so die Inspektionsgenauigkeit und -zuverlässigkeit signifikant. Es findet breite Anwendung in der Halbleitermesstechnik, der optischen Justierung und in hochpräzisen Bildgebungssystemen.
Graphit- und Tantalcarbid-beschichteter Führungsring
Der mit Graphit und Tantalcarbid beschichtete Führungsring ist eine kritische Komponente speziell für Anlagen zur Züchtung von Siliciumcarbid (SiC)-Einkristallen. Seine Hauptfunktion besteht in der präzisen Führung des Hochtemperaturgasstroms, wodurch die Gleichmäßigkeit und Stabilität der Temperatur- und Strömungsfelder in der Reaktionskammer gewährleistet wird. Hergestellt aus einem hochreinen Graphitsubstrat (Reinheit > 99,99 %), das mit einer mittels CVD abgeschiedenen Tantalcarbid-Schicht (TaC) (Verunreinigungsgehalt der Beschichtung < 5 ppm) beschichtet ist, weist er eine außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit (≈ 120 W/m·K) und chemische Beständigkeit unter extremen Temperaturen (bis zu 2200 °C) auf. Dadurch wird die Korrosion durch Siliciumdampf wirksam verhindert und die Diffusion von Verunreinigungen unterdrückt. Die hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtung (Abweichung < 3 %, vollflächige Beschichtung) gewährleistet eine konsistente Gasführung und langfristige Betriebssicherheit und verbessert so die Qualität und Ausbeute der SiC-Einkristallzüchtung signifikant.
Zusammenfassung eines Ofenrohrs aus Siliziumkarbid (SiC).
Vertikales Ofenrohr aus Siliziumkarbid (SiC).
Vertikale Ofenrohre aus Siliziumkarbid (SiC) sind eine kritische Komponente für industrielle Hochtemperaturanlagen. Sie dienen primär als äußeres Schutzrohr und gewährleisten eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Ofen unter Luftatmosphäre bei einer typischen Betriebstemperatur von ca. 1200 °C. Hergestellt mittels integrierter 3D-Drucktechnologie, weisen sie einen Grundmaterial-Verunreinigungsgehalt von < 300 ppm auf und können optional mit einer CVD-Siliziumkarbid-Beschichtung (Beschichtungsverunreinigungen < 5 ppm) versehen werden. Dank ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit (≈ 20 W/m·K) und außergewöhnlichen Temperaturwechselbeständigkeit (Beständigkeit gegenüber Temperaturgradienten > 800 °C) finden sie breite Anwendung in Hochtemperaturprozessen wie der Wärmebehandlung von Halbleitern, dem Sintern von Photovoltaikmaterialien und der Präzisionskeramikherstellung. Sie verbessern die thermische Gleichmäßigkeit und die Langzeitstabilität der Anlagen signifikant.
Horizontales Ofenrohr aus Siliziumkarbid (SiC).
Das horizontale Siliciumcarbid-Ofenrohr (SiC) ist eine Kernkomponente für Hochtemperaturprozesse. Es dient als Prozessrohr in Atmosphären mit Sauerstoff (Reaktionsgas), Stickstoff (Schutzgas) und Spuren von Chlorwasserstoff bei einer typischen Betriebstemperatur von ca. 1250 °C. Hergestellt mittels integrierter 3D-Druck-Formgebung, weist es einen Grundmaterial-Verunreinigungsgehalt von < 300 ppm auf und kann optional mit einer CVD-Siliciumcarbid-Beschichtung (Beschichtungsverunreinigungen < 5 ppm) versehen werden. Dank seiner hohen Wärmeleitfähigkeit (≈ 20 W/m·K) und außergewöhnlichen Temperaturwechselbeständigkeit (Beständigkeit gegenüber Temperaturgradienten > 800 °C) eignet es sich ideal für anspruchsvolle Halbleiteranwendungen wie Oxidation, Diffusion und Dünnschichtabscheidung. Es gewährleistet strukturelle Integrität, Reinheit der Atmosphäre und langfristige thermische Stabilität unter extremen Bedingungen.
Einführung in SiC-Keramik-Gabelarme
Halbleiterfertigung
In der Halbleiterwafer-Herstellung werden SiC-Keramikgabelarme hauptsächlich zum Transportieren und Positionieren von Wafern verwendet und sind üblicherweise in folgenden Ausführungen zu finden:
- Wafer-Bearbeitungsanlagen: Dazu gehören beispielsweise Waferkassetten und Prozessschiffchen, die auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und korrosiven Bedingungen stabil arbeiten.
- Lithographiemaschinen: Sie werden in Präzisionsbauteilen wie Tischen, Führungen und Roboterarmen eingesetzt, wo ihre hohe Steifigkeit und geringe thermische Verformung eine Bewegungsgenauigkeit im Nanometerbereich gewährleisten.
- Ätz- und Diffusionsprozesse: Sie dienen als ICP-Ätzschalen und Komponenten für Halbleiterdiffusionsprozesse; ihre hohe Reinheit und Korrosionsbeständigkeit verhindern Verunreinigungen in den Prozesskammern.
Industrielle Automatisierung und Robotik
Gabelarme aus SiC-Keramik sind wichtige Komponenten in Hochleistungs-Industrierobotern und automatisierten Anlagen:
- Roboter-Endeffektoren: Sie werden für Handhabungs-, Montage- und Präzisionsarbeiten eingesetzt. Ihr geringes Gewicht (Dichte ~3,21 g/cm³) erhöht die Geschwindigkeit und Effizienz des Roboters, während ihre hohe Härte (Vickers-Härte ~2500) eine außergewöhnliche Verschleißfestigkeit gewährleistet.
- Automatisierte Produktionslinien: In Szenarien, die eine hochfrequente und hochpräzise Handhabung erfordern (z. B. E-Commerce-Lager, Fabriklager), gewährleisten SiC-Gabelarme eine langfristig stabile Leistung.
Luft- und Raumfahrt und neue Energien
In extremen Umgebungen nutzen Gabelarme aus SiC-Keramik ihre hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit aus:
- Luft- und Raumfahrt: Wird in kritischen Komponenten von Raumfahrzeugen und Drohnen eingesetzt, wo seine leichten und hochfesten Eigenschaften dazu beitragen, das Gewicht zu reduzieren und die Leistung zu verbessern.
- Neue Energie: Anwendung findet sie in Produktionsanlagen für die Photovoltaikindustrie (z. B. Diffusionsöfen) und als Präzisionsstrukturbauteile in der Lithium-Ionen-Batterieherstellung.
Industrielle Hochtemperaturverarbeitung
Gabelarme aus SiC-Keramik halten Temperaturen von über 1600 °C stand und eignen sich daher für:
- Metallurgie-, Keramik- und Glasindustrie: Verwendung in Hochtemperaturmanipulatoren, Setzplatten und Druckplatten.
- Kernenergie: Aufgrund ihrer Strahlungsbeständigkeit eignen sie sich für bestimmte Komponenten in Kernreaktoren.
Medizinische Geräte
Im medizinischen Bereich werden Gabelarme aus SiC-Keramik hauptsächlich für folgende Zwecke eingesetzt:
- Medizinische Roboter und chirurgische Instrumente: Geschätzt wegen ihrer Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und Stabilität in Sterilisationsumgebungen.
SiC-Beschichtungsübersicht
| Typische Eigenschaften | Einheiten | Werte |
| Struktur |
| FCC β-Phase |
| Orientierung | Anteil (%) | 111 bevorzugt |
| Schüttdichte | g/cm³ | 3.21 |
| Härte | Vickers-Härte | 2500 |
| Wärmekapazität | J·kg-1 ·K-1 | 640 |
| Thermische Ausdehnung 100–600 °C (212–1112 °F) | 10-6K-1 | 4,5 |
| Elastizitätsmodul | Gpa (4pt Biegung, 1300℃) | 430 |
| Körnung | μm | 2–10 |
| Sublimationstemperatur | ℃ | 2700 |
| Felexurale Stärke | MPa (RT 4-Punkt) | 415 |
| Wärmeleitfähigkeit | (W/mK) | 300 |
Übersicht über Strukturbauteile aus Siliziumkarbid-Keramik
Strukturbauteile aus Siliziumkarbidkeramik werden durch Sintern von Siliziumkarbidpartikeln hergestellt. Sie finden breite Anwendung in der Automobil-, Maschinenbau-, Chemie-, Halbleiter-, Raumfahrt-, Mikroelektronik- und Energiebranche und spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen Anwendungen dieser Industrien. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften sind Siliziumkarbidkeramik-Strukturbauteile ein ideales Material für anspruchsvolle Bedingungen wie hohe Temperaturen, hohen Druck, Korrosion und Verschleiß. Sie gewährleisten zuverlässige Leistung und Langlebigkeit auch unter diesen Bedingungen.SiC-Dichtungsteile – Übersicht
SiC-Dichtungen sind aufgrund ihrer außergewöhnlichen Härte, Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit (bis zu 1600 °C oder sogar 2000 °C) und Korrosionsbeständigkeit die ideale Wahl für anspruchsvolle Umgebungen (wie hohe Temperaturen, hoher Druck, korrosive Medien und hoher Verschleiß). Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung, während ihr niedriger Reibungskoeffizient und ihre selbstschmierenden Eigenschaften die Dichtigkeit und Lebensdauer auch unter extremen Betriebsbedingungen gewährleisten. Dank dieser Eigenschaften werden SiC-Dichtungen in Branchen wie der Petrochemie, dem Bergbau, der Halbleiterfertigung, der Abwasserbehandlung und der Energiewirtschaft häufig eingesetzt. Sie reduzieren die Wartungskosten erheblich, minimieren Ausfallzeiten und verbessern die Betriebseffizienz und -sicherheit der Anlagen.
Kurzfassung von SiC-Keramikplatten
Siliziumkarbid-Keramikplatten (SiC) sind bekannt für ihre außergewöhnliche Härte (Mohs-Härte bis zu 9,5, nur Diamant ist härter), ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit (die die meisten Keramiken bei Weitem übertrifft und somit ein effizientes Wärmemanagement ermöglicht) sowie ihre bemerkenswerte chemische Beständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit (sie widerstehen starken Säuren, Laugen und schnellen Temperaturschwankungen). Diese Eigenschaften gewährleisten strukturelle Stabilität und zuverlässige Leistung auch unter extremen Bedingungen (z. B. hohe Temperaturen, Abrieb und Korrosion) und verlängern gleichzeitig die Lebensdauer und reduzieren den Wartungsaufwand.
SiC-Keramikplatten finden breite Anwendung in Hochleistungsbereichen:
•Schleifmittel und Polierwerkzeuge: Nutzung der extrem hohen Härte zur Herstellung von Schleifscheiben und Polierwerkzeugen, wodurch Präzision und Haltbarkeit in abrasiven Umgebungen verbessert werden.
• Feuerfeste Materialien: Sie dienen als Ofenauskleidungen und Ofenkomponenten und gewährleisten eine Stabilität oberhalb von 1600°C, um die thermische Effizienz zu verbessern und die Wartungskosten zu senken.
•Halbleiterindustrie: Sie dienen als Substrate für elektronische Hochleistungsbauelemente (z. B. Leistungsdioden und HF-Verstärker) und unterstützen Hochspannungs- und Hochtemperaturanwendungen, um die Zuverlässigkeit und Energieeffizienz zu steigern.
• Gießen und Schmelzen: Ersatz traditioneller Werkstoffe in der Metallverarbeitung, um eine effiziente Wärmeübertragung und chemische Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten und so die metallurgische Qualität und Wirtschaftlichkeit zu verbessern.
SiC-Wafer-Boot-Abstract
XKH SiC-Keramikboote bieten überlegene thermische Stabilität, chemische Inertheit, präzise Verarbeitung und Wirtschaftlichkeit und stellen somit eine leistungsstarke Trägerlösung für die Halbleiterfertigung dar. Sie verbessern die Sicherheit, Reinheit und Produktionseffizienz der Waferhandhabung signifikant und sind daher unverzichtbare Komponenten in der modernen Waferfertigung.
Anwendungen von SiC-Keramikbooten:
SiC-Keramikboote finden breite Anwendung in Front-End-Halbleiterprozessen, unter anderem in folgenden Bereichen:
•Beschichtungsverfahren: Zum Beispiel LPCVD (Niederdruck-Chemische Gasphasenabscheidung) und PECVD (Plasma-verstärkte chemische Gasphasenabscheidung).
•Hochtemperaturbehandlungen: Dazu gehören thermische Oxidation, Glühen, Diffusion und Ionenimplantation.
•Nass- und Reinigungsprozesse: Waferreinigung und Chemikalienhandhabung.
Kompatibel mit atmosphärischen und Vakuum-Prozessumgebungen,
Sie eignen sich ideal für Fabriken, die Kontaminationsrisiken minimieren und die Produktionseffizienz verbessern möchten.
Parameter des SiC-Waferboots:
| Technische Eigenschaften | ||||
| Index | Einheit | Wert | ||
| Materialname | Reaktionsgesintertes Siliciumcarbid | Drucklos gesintertes Siliciumcarbid | Rekristallisiertes Siliciumcarbid | |
| Zusammensetzung | RBSiC | SSiC | R-SiC | |
| Schüttdichte | g/cm³ | 3 | 3,15 ± 0,03 | 2,60-2,70 |
| Biegefestigkeit | MPa (kpsi) | 338(49) | 380(55) | 80-90 (20 °C) 90-100 (1400 °C) |
| Druckfestigkeit | MPa (kpsi) | 1120(158) | 3970(560) | > 600 |
| Härte | Knoop | 2700 | 2800 | / |
| Hartnäckigkeit brechen | MPa m1/2 | 4,5 | 4 | / |
| Wärmeleitfähigkeit | W/mk | 95 | 120 | 23 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 10-6.1/°C | 5 | 4 | 4.7 |
| Spezifische Wärmekapazität | Joule/g 0k | 0,8 | 0,67 | / |
| Maximale Temperatur in der Luft | ℃ | 1200 | 1500 | 1600 |
| Elastizitätsmodul | Notendurchschnitt | 360 | 410 | 240 |
SiC-Keramik Verschiedene kundenspezifische Komponenten Display
SiC-Keramikmembran
Die SiC-Keramikmembran ist eine fortschrittliche Filtrationslösung aus reinem Siliciumcarbid. Sie zeichnet sich durch einen robusten Dreischichtaufbau (Trägerschicht, Übergangsschicht und Trennmembran) aus, der durch Hochtemperatur-Sinterprozesse hergestellt wird. Diese Konstruktion gewährleistet außergewöhnliche mechanische Festigkeit, präzise Porengrößenverteilung und hervorragende Langlebigkeit. Die Membran eignet sich hervorragend für vielfältige industrielle Anwendungen zur effizienten Trennung, Konzentration und Reinigung von Flüssigkeiten. Zu den wichtigsten Anwendungsgebieten zählen die Wasser- und Abwasseraufbereitung (Entfernung von Schwebstoffen, Bakterien und organischen Schadstoffen), die Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung (Klärung und Konzentration von Säften, Milchprodukten und fermentierten Flüssigkeiten), die pharmazeutische und biotechnologische Industrie (Reinigung von Bioflüssigkeiten und Zwischenprodukten), die chemische Industrie (Filtration korrosiver Flüssigkeiten und Katalysatoren) sowie die Öl- und Gasindustrie (Aufbereitung von Produktionswasser und Entfernung von Verunreinigungen).
SiC-Rohre
SiC-Rohre (Siliziumkarbid) sind Hochleistungskeramikbauteile für Halbleiterofenanlagen. Sie werden aus hochreinem, feinkörnigem Siliziumkarbid mittels fortschrittlicher Sintertechniken hergestellt. SiC-Rohre zeichnen sich durch außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit, hohe Temperaturstabilität (bis über 1600 °C) und chemische Korrosionsbeständigkeit aus. Ihr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und ihre hohe mechanische Festigkeit gewährleisten Dimensionsstabilität auch unter extremen Temperaturwechseln und reduzieren effektiv thermische Spannungsverformung und Verschleiß. SiC-Rohre eignen sich für Diffusionsöfen, Oxidationsöfen und LPCVD/PECVD-Anlagen. Sie ermöglichen eine gleichmäßige Temperaturverteilung und stabile Prozessbedingungen, um Waferdefekte zu minimieren und die Homogenität der Dünnschichtabscheidung zu verbessern. Darüber hinaus widerstehen die dichte, porenfreie Struktur und die chemische Inertheit von SiC der Erosion durch reaktive Gase wie Sauerstoff, Wasserstoff und Ammoniak, was die Lebensdauer verlängert und die Prozessreinheit gewährleistet. SiC-Rohre können hinsichtlich Größe und Wandstärke individuell angepasst werden. Durch präzise Bearbeitung werden glatte Innenflächen und eine hohe Konzentrizität erzielt, die eine laminare Strömung und ausgeglichene Temperaturprofile unterstützen. Durch Oberflächenpolitur oder Beschichtungsoptionen wird die Partikelbildung weiter reduziert und die Korrosionsbeständigkeit verbessert, wodurch die strengen Anforderungen der Halbleiterfertigung an Präzision und Zuverlässigkeit erfüllt werden.
SiC-Keramik-Auslegerpaddel
Die monolithische Bauweise der SiC-Auslegerflügel verbessert die mechanische Robustheit und die thermische Gleichmäßigkeit erheblich und eliminiert gleichzeitig die bei Verbundwerkstoffen üblichen Verbindungsstellen und Schwachstellen. Ihre Oberfläche ist präzisionspoliert und nahezu spiegelglatt, wodurch die Partikelbildung minimiert und Reinraumstandards erfüllt werden. Die inhärente chemische Inertheit von SiC verhindert Ausgasung, Korrosion und Prozesskontamination in reaktiven Umgebungen (z. B. Sauerstoff, Wasserdampf) und gewährleistet so Stabilität und Zuverlässigkeit in Diffusions-/Oxidationsprozessen. Trotz schneller Temperaturwechselbeanspruchung behält SiC seine strukturelle Integrität, was die Lebensdauer verlängert und Wartungsstillstandszeiten reduziert. Das geringe Gewicht von SiC ermöglicht eine schnellere thermische Reaktion, beschleunigt die Aufheiz-/Abkühlraten und verbessert Produktivität und Energieeffizienz. Diese Flügel sind in kundenspezifischen Größen erhältlich (kompatibel mit Wafern von 100 mm bis über 300 mm) und passen sich verschiedenen Ofenkonstruktionen an, wodurch eine gleichbleibende Leistung sowohl in Front-End- als auch in Back-End-Halbleiterprozessen gewährleistet wird.
Einführung in die Vakuumspannfutter aus Aluminiumoxid
Al₂O₃-Vakuumspannfutter sind wichtige Werkzeuge in der Halbleiterfertigung und bieten eine stabile und präzise Unterstützung über mehrere Prozessschritte hinweg:•Ausdünnung: Bietet gleichmäßige Unterstützung beim Wafer-Ausdünnen und gewährleistet so eine hochpräzise Substratreduktion zur Verbesserung der Wärmeableitung des Chips und der Geräteperformance.
•Vereinzelung: Sorgt für sichere Adsorption beim Vereinzeln der Wafer, minimiert das Beschädigungsrisiko und gewährleistet saubere Schnitte für einzelne Chips.
•Reinigung: Die glatte, gleichmäßige Adsorptionsoberfläche ermöglicht eine effektive Entfernung von Verunreinigungen, ohne die Wafer während des Reinigungsprozesses zu beschädigen.
•Transport: Gewährleistet zuverlässigen und sicheren Support bei der Wafer-Handhabung und dem Transport und reduziert so das Risiko von Beschädigung und Kontamination.
1. Einheitliche mikroporöse Keramiktechnologie
•Verwendet Nanopulver zur Erzeugung gleichmäßig verteilter und miteinander verbundener Poren, was zu einer hohen Porosität und einer gleichmäßig dichten Struktur für eine konsistente und zuverlässige Waferunterstützung führt.
2. Außergewöhnliche Materialeigenschaften
-Hergestellt aus hochreinem 99,99%igem Aluminiumoxid (Al₂O₃), weist es folgende Eigenschaften auf:
•Thermische Eigenschaften: Hohe Hitzebeständigkeit und ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, geeignet für Hochtemperaturumgebungen in der Halbleiterindustrie.
•Mechanische Eigenschaften: Hohe Festigkeit und Härte gewährleisten Langlebigkeit, Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer.
•Weitere Vorteile: Hohe elektrische Isolation und Korrosionsbeständigkeit, anpassbar an verschiedene Fertigungsbedingungen.
3. Überlegene Flachheit und Parallelität• Gewährleistet ein präzises und stabiles Wafer-Handling mit hoher Planheit und Parallelität, minimiert so das Beschädigungsrisiko und sichert konsistente Verarbeitungsergebnisse. Die gute Luftdurchlässigkeit und die gleichmäßige Adsorptionskraft erhöhen die Betriebssicherheit zusätzlich.
Der Al₂O₃-Vakuumspannfutter vereint fortschrittliche mikroporöse Technologie, außergewöhnliche Materialeigenschaften und hohe Präzision, um kritische Halbleiterprozesse zu unterstützen und Effizienz, Zuverlässigkeit und Kontaminationskontrolle während der Phasen des Ausdünnens, Vereinzelns, Reinigens und Transportierens zu gewährleisten.
Kurzbeschreibung: Aluminiumoxid-Roboterarm und Aluminiumoxid-Keramik-Endeffektor
Roboterarme aus Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Keramik sind entscheidende Komponenten für das Wafer-Handling in der Halbleiterfertigung. Sie stehen in direktem Kontakt mit den Wafern und gewährleisten deren präzisen Transfer und Positionierung auch unter anspruchsvollen Bedingungen wie Vakuum oder hohen Temperaturen. Ihr Hauptvorteil liegt in der Gewährleistung der Wafersicherheit, der Vermeidung von Kontaminationen sowie der Steigerung der Anlageneffizienz und -ausbeute durch herausragende Materialeigenschaften.
| Merkmalsdimension | Detaillierte Beschreibung |
| Mechanische Eigenschaften | Hochreines Aluminiumoxid (z. B. >99%) bietet eine hohe Härte (Mohs-Härte bis zu 9) und Biegefestigkeit (bis zu 250-500 MPa), wodurch Verschleißfestigkeit und Verformungsvermeidung gewährleistet und die Lebensdauer verlängert werden.
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| Elektrische Isolierung | Ein spezifischer Widerstand von bis zu 10¹⁵ Ω·cm bei Raumtemperatur und eine Isolationsfestigkeit von 15 kV/mm verhindern wirksam elektrostatische Entladungen (ESD) und schützen empfindliche Wafer vor elektrischen Störungen und Beschädigungen.
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| Thermische Stabilität | Ein Schmelzpunkt von bis zu 2050 °C ermöglicht die Anwendung bei hohen Temperaturen in der Halbleiterfertigung, beispielsweise bei Prozessen wie RTA und CVD. Der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient minimiert Verformungen und gewährleistet Dimensionsstabilität unter Hitzeeinwirkung.
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| Chemische Inertheit | Es ist gegenüber den meisten Säuren, Laugen, Prozessgasen und Reinigungsmitteln inert und verhindert so Partikelverunreinigungen oder die Freisetzung von Metallionen. Dies gewährleistet eine extrem saubere Produktionsumgebung und vermeidet Verunreinigungen der Waferoberfläche.
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| Weitere Vorteile | Ausgereifte Verarbeitungstechnologien bieten eine hohe Kosteneffizienz; Oberflächen können präzisionspoliert werden, um eine geringe Rauheit zu erreichen, wodurch das Risiko der Partikelbildung weiter reduziert wird.
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Roboterarme aus Aluminiumoxidkeramik werden vorwiegend in der Halbleiterfertigung vorgelagerter Prozesse eingesetzt, darunter:
•Wafer-Handling und -Positionierung: Sicheres und präzises Übertragen und Positionieren von Wafern (z. B. Größen von 100 mm bis über 300 mm) im Vakuum oder in Umgebungen mit hochreinem Inertgas, wodurch Beschädigungs- und Kontaminationsrisiken minimiert werden.
•Hochtemperaturverfahren: Dazu gehören beispielsweise das schnelle thermische Ausglühen (RTA), die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und das Plasmaätzen, bei denen die Stabilität unter hohen Temperaturen erhalten bleibt und so Prozesskonsistenz und Ausbeute gewährleistet werden.
•Automatisierte Wafer-Handling-Systeme: Integriert in Wafer-Handling-Roboter als Endeffektoren zur Automatisierung des Wafer-Transfers zwischen den Anlagen, wodurch die Produktionseffizienz gesteigert wird.
Abschluss
XKH ist spezialisiert auf die Forschung, Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Keramikkomponenten aus Siliziumkarbid (SiC) und Aluminiumoxid (Al₂O₃). Unser Portfolio umfasst Roboterarme, Auslegerpaddel, Vakuumspannfutter, Wafer-Schiffe, Ofenrohre und weitere Hochleistungsbauteile für die Halbleiter-, Energie-, Luft- und Raumfahrt- sowie Hochtemperaturindustrie. Wir setzen auf Präzisionsfertigung, strenge Qualitätskontrolle und technologische Innovation. Durch den Einsatz fortschrittlicher Sinterverfahren (z. B. druckloses Sintern, Reaktionssintern) und präziser Bearbeitungstechniken (z. B. CNC-Schleifen, Polieren) gewährleisten wir außergewöhnliche Hochtemperaturbeständigkeit, mechanische Festigkeit, chemische Inertheit und Maßgenauigkeit. Wir bieten kundenspezifische Lösungen anhand von Zeichnungen, insbesondere hinsichtlich Abmessungen, Formen, Oberflächenbeschaffenheit und Materialgüte. Unser Ziel ist es, zuverlässige und effiziente Keramikkomponenten für die globale High-End-Fertigung bereitzustellen und so die Anlagenleistung und Produktionseffizienz unserer Kunden zu steigern.
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